Forskare vid University of Cambridge har upptäckt att 168 vanliga industri- och jordbrukskemikalier kan skada nyttiga bakterier i människans tarm, där vissa även främjar antibiotikaresistens. Baserat på en stor laboratoriescreening skapade teamet en maskininlärningsmodell för att förutsäga vilka kemikalier som kan utgöra risker för mikrobiomet.
En storskalig laboratoriestudie ledd av University of Cambridges MRC Toxicology Unit testade 1 076 människoskapade kemiska föroreningar på 22 arter av tarmbakterier. Forskare identifierade 168 ämnen som störde tillväxten av mikrober som vanligtvis finns i en frisk människotarm, inklusive bekämpningsmedel som herbicider och insekticider använda på grödor, samt industriella kemikalier i brandhämmande ämnen och plaster.
Enligt University of Cambridge och tillhörande pressrapporter är många av dessa kemikalier sannolikt att komma in i kroppen via mat, dricksvatten eller allmän miljöexponering, även om de flesta tidigare inte ansågs påverka bakterier. De ämnen som identifierades som skadliga hämmade tillväxten av tarmbakterier som anses viktiga för hälsan.
Det mänskliga tarmmikrobiomet uppskattas innehålla cirka 4 500 olika typer av bakterier som kollektivt stöder matsmältning, viktreglering, immunfunktion och aspekter av mental hälsa. När detta samhälle blir obalanserat har det kopplats till problem som matsmältningsstörningar, fetma, immuntillstånd och mentala hälsoproblem.
I det nya arbetet observerade forskarna att när tarmbakterier anpassade sig till vissa testade kemikalier utvecklade vissa arter resistens mot antibiotika som ciprofloxacin. Om liknande processer sker i människokroppen kan det göra vissa infektioner svårare att behandla, varnade de.
Standardbedömningar av kemikaliesäkerhet tar generellt inte hänsyn till effekter på tarmmikrobiomet, delvis eftersom många ämnen är formulerade för att verka på specifika mål, som insekter i fallet med insekticider, snarare än på människor eller deras boende mikrober.
Med data från sina screeningexperiment utvecklade teamet en maskininlärningsmodell för att förutsäga om befintliga eller nyutvecklade industri- och jordbrukskemikalier är sannolika att skada människans tarmbakterier. Studien, "Industrial and agricultural chemicals exhibit antimicrobial activity against human gut bacteria in vitro," publicerades i Nature Microbiology (2025; 10(12): 3107).
Dr. Indra Roux, försteförfattare till studien och forskare vid MRC Toxicology Unit, sade i ett uttalande från University of Cambridge: "Vi har funnit att många kemikalier designade för att bara verka på en typ av mål, säg insekter eller svampar, också påverkar tarmbakterier. Vi var förvånade över att vissa av dessa kemikalier hade så starka effekter. Till exempel troddes många industriella kemikalier som brandhämmande ämnen och mjukgörare -- som vi regelbundet kommer i kontakt med -- inte påverka levande organismer alls, men det gör de."
Professor Kiran Patil, huvudförfattare till studien vid samma enhet, sade: "Den verkliga styrkan i denna storskaliga studie är att vi nu har data för att förutsäga effekterna av nya kemikalier, med målet att gå mot en framtid där nya kemikalier är säkra från designen."
Dr. Stephan Kamrad, en annan medlem i forskningslaget, tillade: "Säkerhetsbedömningar av nya kemikalier för mänsklig användning måste säkerställa att de också är säkra för våra tarmbakterier, som kan exponeras för kemikalierna via vår mat och vårt vatten."
Forskare betonade att det fortfarande finns begränsad information om hur miljö kemikalier direkt påverkar tarmmikrobiomet och mänsklig hälsa under verkliga förhållanden. Medan laboratoriedata tyder på att tarmbakterier sannolikt möter många av de testade kemikalierna är de faktiska nivåerna som når tarmen i vardagen oklara. Framtida forskning som spårar total kemikalieexponering i kroppen kommer att behövas för att fastställa de verkliga riskerna.
Patil noterade: "Nu när vi har börjat upptäcka dessa interaktioner i en laboratoriemiljö är det viktigt att börja samla mer data om kemikalieexponering i verkliga världen, för att se om det finns liknande effekter i våra kroppar."
Under tiden föreslår Cambridge-forskare och tillhörande hälsoråd praktiska steg för att minska exponeringen för kemiska föroreningar, såsom att noggrant skölja frukt och grönsaker innan konsumtion och undvika användning av bekämpningsmedel i hemmaträdgårdar.
