Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Metadata-only

Comparative effect of ciprofloxacin and moxifloxacin on the modulation of bile acid profiles and gut microbiota in rats

Creators

  • 1. Chinese Academy of Sciences
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences
  • 3. City University of Hong Kong
  • 4. Fudan University Shanghai Cancer Center
  • 5. Sichuan University
  • 6. Shanghai Jiao Tong University
  • 7. Capital University
  • 8. Capital Medical University
  • 9. Indiana University – Purdue University Indianapolis
  • 10. The University of Texas Southwestern Medical Center
  • 11. Huazhong University of Science and Technology
  • 12. Augusta University Health
  • 13. Liaocheng University
  • 14. Anhui Agricultural University
  • 15. Peking University People's Hospital
  • 16. Peking University
  • 17. Ministry of Education of the People's Republic of China
  • 18. National University of Singapore
  • 19. Singapore Institute for Clinical Sciences
  • 20. Qilu Hospital of Shandong University
  • 21. First Affiliated Hospital Zhejiang University
  • 22. Institute of Vegetables and Flowers
  • 23. Wuhan University
  • 24. Shanghai Medical College of Fudan University
  • 25. Nanjing Drum Tower Hospital
  • 26. Zhejiang University
  • 27. Tongji University
  • 28. Ningxia University
  • 29. Shandong University
  • 30. Southern Medical University
  • 31. Nanjing University
  • 32. Peking University Third Hospital
  • 33. Second Affiliated Hospital of Zhejiang University
  • 34. First Affiliated Hospital of Zhengzhou University
  • 35. Southwest Forestry University
  • 36. Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences
  • 37. Zhejiang Center for Disease Control and Prevention
  • 38. Soochow University
  • 39. Second Affiliated Hospital of Soochow University
  • 40. Lanzhou Veterinary Research Institute
  • 41. Zhejiang University of Finance and Economics
  • 42. Liaoning Technical University
  • 43. Beijing University of Chemical Technology
  • 44. Sixth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University
  • 45. Sun Yat-sen University
  • 46. Case Western Reserve University
  • 47. University of Göttingen
  • 48. South China Agricultural University

Description

Abstract Fluoroquinolones are an important class of antimicrobial agents to manage infectious diseases. However, knowledge about how host bile acids are modified by fluoroquinolones is limited. We investigated and compared the impact of fluoroquinolones on circulating bile acid profiles and gut microbiota from in vivo studies. We administered ciprofloxacin (100 mg/kg/day) or moxifloxacin (40 mg/kg/day) orally to male Wistar rats for seven days. Fifteen bile acids (BAs) from the serum and large intestine were quantified by HPLC-MS/MS. The diversity of gut microbiota after ciprofloxacin and moxifloxacin treatment was analyzed using high-throughput, next-generation sequencing technology. The two fluoroquinolone-treated groups had different BA profiles. Ciprofloxacin significantly reduced the hydrophobicity index of the BA pool, reduced secondary BAs, and increased taurine-conjugated primary BAs in both the serum and large intestine as compared with moxifloxacin. Besides, ciprofloxacin treatment altered intestinal microbiota with a remarkable increase in Firmicutes to Bacteroidetes ratio, while moxifloxacin exerted no effect. What we found suggests that different fluoroquinolones have a distinct effect on the host BAs metabolism and intestinal bacteria, and therefore provide guidance on the selection of fluoroquinolones to treat infectious diseases.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

المستخلص الفلوروكينولونات هي فئة مهمة من العوامل المضادة للميكروبات لإدارة الأمراض المعدية. ومع ذلك، فإن المعرفة حول كيفية تعديل الأحماض الصفراوية المضيفة بواسطة الفلوروكينولونات محدودة. قمنا بالتحقيق ومقارنة تأثير الفلوروكينولونات على ملامح الأحماض الصفراوية المتداولة وميكروبات الأمعاء من الدراسات في الجسم الحي. قمنا بإعطاء سيبروفلوكساسين (100 ملغ/كغ/يوم) أو موكسيفلوكساسين (40 ملغ/كغ/يوم) عن طريق الفم لجرذان ويستار الذكور لمدة سبعة أيام. تم تحديد خمسة عشر حمضًا صفراويًا (BAs) من المصل والأمعاء الغليظة بواسطة HPLC - MS/MS. تم تحليل تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء بعد علاج سيبروفلوكساسين وموكسيفلوكساسين باستخدام تقنية تسلسل الجيل التالي عالية الإنتاجية. كان لدى المجموعتين المعالجتين بالفلوروكينولون ملفات تعريف مختلفة لدرجة البكالوريوس. قلل سيبروفلوكساسين بشكل كبير من مؤشر كره الماء في بركة BA، وقلل من BAs الثانوية، وزاد من BAs الأولية المترافقة مع التورين في كل من المصل والأمعاء الغليظة بالمقارنة مع موكسيفلوكساسين. إلى جانب ذلك، غيّر علاج سيبروفلوكساسين الكائنات الحية الدقيقة المعوية مع زيادة ملحوظة في نسبة الثبات إلى البكتيريا، في حين أن موكسيفلوكساسين لم يمارس أي تأثير. ما وجدناه يشير إلى أن الفلوروكينولونات المختلفة لها تأثير واضح على استقلاب BAS المضيف والبكتيريا المعوية، وبالتالي توفر إرشادات حول اختيار الفلوروكينولونات لعلاج الأمراض المعدية.

Translated Description (French)

Résumé Les fluoroquinolones sont une classe importante d'agents antimicrobiens pour gérer les maladies infectieuses. Cependant, les connaissances sur la façon dont les acides biliaires de l'hôte sont modifiés par les fluoroquinolones sont limitées. Nous avons étudié et comparé l'impact des fluoroquinolones sur les profils d'acides biliaires circulants et le microbiote intestinal à partir d'études in vivo. Nous avons administré de la ciprofloxacine (100 mg/kg/jour) ou de la moxifloxacine (40 mg/kg/jour) par voie orale à des rats Wistar mâles pendant sept jours. Quinze acides biliaires (BA) du sérum et du gros intestin ont été quantifiés par HPLC-MS/MS. La diversité du microbiote intestinal après traitement par ciprofloxacine et moxifloxacine a été analysée à l'aide d'une technologie de séquençage de nouvelle génération à haut débit. Les deux groupes traités à la fluoroquinolone avaient des profils BA différents. La ciprofloxacine a significativement réduit l'indice d'hydrophobicité du pool de BA, réduit les BA secondaires et augmenté les BA primaires conjugués à la taurine dans le sérum et le gros intestin par rapport à la moxifloxacine. En outre, le traitement par la ciprofloxacine a modifié le microbiote intestinal avec une augmentation remarquable du rapport Firmicutes/Bacteroidetes, tandis que la moxifloxacine n'a exercé aucun effet. Ce que nous avons trouvé suggère que différentes fluoroquinolones ont un effet distinct sur le métabolisme des BA de l'hôte et les bactéries intestinales, et fournissent donc des conseils sur la sélection des fluoroquinolones pour traiter les maladies infectieuses.

Translated Description (Spanish)

Resumen Las fluoroquinolonas son una clase importante de agentes antimicrobianos para controlar las enfermedades infecciosas. Sin embargo, el conocimiento sobre cómo los ácidos biliares del huésped son modificados por las fluoroquinolonas es limitado. Investigamos y comparamos el impacto de las fluoroquinolonas en los perfiles de ácidos biliares circulantes y la microbiota intestinal de estudios in vivo. Administramos ciprofloxacino (100 mg/kg/día) o moxifloxacino (40 mg/kg/día) por vía oral a ratas Wistar macho durante siete días. Se cuantificaron quince ácidos biliares (BA) del suero y el intestino grueso mediante HPLC-MS/MS. La diversidad de la microbiota intestinal después del tratamiento con ciprofloxacina y moxifloxacina se analizó utilizando tecnología de secuenciación de próxima generación de alto rendimiento. Los dos grupos tratados con fluoroquinolona tenían diferentes perfiles de BA. La ciprofloxacina redujo significativamente el índice de hidrofobicidad del grupo de BA, redujo los BA secundarios y aumentó los BA primarios conjugados con taurina tanto en el suero como en el intestino grueso en comparación con la moxifloxacina. Además, el tratamiento con ciprofloxacina alteró la microbiota intestinal con un notable aumento en la proporción de Firmicutes a Bacteroidetes, mientras que la moxifloxacina no ejerció ningún efecto. Lo que encontramos sugiere que las diferentes fluoroquinolonas tienen un efecto distinto sobre el metabolismo de los BA del huésped y las bacterias intestinales y, por lo tanto, proporcionan orientación sobre la selección de fluoroquinolonas para tratar enfermedades infecciosas.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التأثير المقارن للسيبروفلوكساسين والموكسيفلوكساسين على تعديل ملامح حمض الصفراء وميكروبات الأمعاء في الفئران
Translated title (French)
Effet comparatif de la ciprofloxacine et de la moxifloxacine sur la modulation des profils d'acides biliaires et du microbiote intestinal chez le rat
Translated title (Spanish)
Efecto comparativo de la ciprofloxacina y la moxifloxacina en la modulación de los perfiles de ácidos biliares y la microbiota intestinal en ratas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4394465656
DOI
10.6084/m9.figshare.20846620

Is supplement to
https://openalex.org/W4360985160 (Other)
https://openalex.org/W2377705172 (Other)
https://openalex.org/W2149353270 (Other)
https://openalex.org/W2112582717 (Other)
https://openalex.org/W2081655758 (Other)
https://openalex.org/W2021799221 (Other)
https://openalex.org/W2018786368 (Other)
https://openalex.org/W1975763725 (Other)
https://openalex.org/W1973842414 (Other)
https://openalex.org/W1566878787 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China