Τα προβιοτικά «ρομπότ ζύμης» μπορεί μια μέρα να αντιμετωπίσουν το IBD

Ζύμη Saccharomyces cerevisiae. Εικόνα μικροσκοπίου ενός εκκολαπτόμενου κυττάρου.

  • Η γειτονιά των μικροβίων που ζουν μέσα στον ανθρώπινο πεπτικό σωλήνα συμβάλλει σε πολλά προβλήματα υγείας και ευεξίας του ανθρώπου, που αποτελούνται από φλεγμονώδη ασθένεια του πεπτικού σωλήνα (IBD).
  • Οι ερευνητές δημιούργησαν πραγματικά ένα πολυλειτουργικό προβιοτικό «σχεδιαστή» για τη θεραπεία πολλών πτυχών του IBD. Μειώνει το πρήξιμο, αναστρέφει τις βλάβες των κυττάρων, καθώς και ανακτά το μικρόβιο του πεπτικού σωλήνα σε μια έκδοση ποντικιού υπολογιστή.
  • Το προβιοτικό κατασκευάστηκε από τις ίδιες ποικιλίες ζύμης που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή μπύρας, κάνοντας χρήση της καινοτομίας CRISPR-Cas9.
  • Οι επιστήμονες κυκλοφόρησαν πρόσφατα την προκλινική ερευνητική τους μελέτη. Στρατηγική για την πραγματοποίηση περισσότερων ερευνών ασφαλείας πριν από τον έλεγχο των προβιοτικών στα ανθρώπινα όντα.

Μέσα στον ανθρώπινο πεπτικό σωλήνα, ένας ολόκληρος αριθμός μικροβίων, μύκητες, καθώς και διάφοροι άλλοι μικροοργανισμοί διατηρούν μια εύθραυστη ισορροπία, με σημαντικό αντίκτυπο στην υγεία και την ευεξία μας. Οι επιστήμονες αποκάλυψαν ότι συγκεκριμένα επίμονα προβλήματα, όπως το IBD, σχετίζονται με αυτήν την υποτιθέμενη δυσβίωση.

Αλλά τι θα συμβεί αν είχαμε ένα συμπλήρωμα που θα μπορούσε να προκαλέσει διαταραχές στο μικρόβιο και να ανακτήσει την ισορροπία για τη θεραπεία της επίμονης ασθένειας;

Τώρα, ερευνητές από το Brigham, καθώς και το Νοσοκομείο Γυναικών στη Βοστώνη, ΜΑ, έχουν δημιουργήσει ένα «σχεδιαστή» προβιοτικό που ισχυρίζονται ότι μπορεί να το κάνουν απλά.

Η γενετικά κατασκευασμένη μαγιά μπορεί να αντιδράσει στο πρήξιμο, καθώς και να εξαλείψει αποτελεσματικά τα σημάδια IBD σε ποντίκια υπολογιστών, σύμφωνα με την ολοκαίνουργια ερευνητική μελέτη που κυκλοφόρησε στο Nature Medicine.

IBD καθώς και το μικρόβιο του πεπτικού συστήματος

Το IBD είναι ένας όρος ομπρέλας για μια ποικιλία προβλημάτων που εντοπίζονται από τη συνεπή διόγκωση του στομαχικού συστήματος. Οι 2 πιο συνηθισμένοι τύποι IBD είναι η νόσος του Crohn καθώς και η ελκώδης κολίτιδα.

Το 2015, περίπου 3 εκατομμύρια ενήλικες στις Ηνωμένες Πολιτείες είχαν ιατρική διάγνωση IBD, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου Νόσων καθώς και την Πρόληψη (CDC).

Τα κοινά σημάδια συνίστανται σε χαλαρότητα των εντέρων, δυσφορία στο στομάχι, αιματηρά κόπρανα, εξάντληση, καθώς και ανεξήγητη καύση λίπους.

Προηγούμενες έρευνες έχουν ανακαλύψει πραγματικά ότι τα άτομα με IBD έχουν μη ισορροπημένο μικρόβιο του πεπτικού συστήματος, με μειωμένη γενική ποικιλία καθώς και ακόμη περισσότερες από τις μικροβιακές ποικιλίες που προκαλούν οίδημα. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα προβιοτικά μπορεί να βοηθήσουν στην ανάκτηση αυτής της ισορροπίας, καθώς και στην ελαχιστοποίηση του πρηξίματος.

Ωστόσο, πολλά προβιοτικά που υπάρχουν σήμερα στην αγορά έχουν βελτιωθεί με την πρόοδο σε έναν υγιή και ισορροπημένο πεπτικό σωλήνα.

Σε αυτήν την ολοκαίνουργια ερευνητική μελέτη, οι επιστήμονες λένε ότι για τη θεραπεία του IBD, ένα προβιοτικό θα απαιτούσε σίγουρα να προσφέρει πολλά χαρακτηριστικά, που συνίστανται στο να σταματήσει το πρήξιμο, να γυρίσει τις βλάβες των κυττάρων, καθώς και να εξισορροπήσει τα μικρόβια του πεπτικού σωλήνα.

Στομάχι μπύρας

Ο Δρ Φρανσίσκο Κουιντάνα, ντετέκτιβ στο Brigham καθώς και γυναικείο νοσοκομείο, καθώς και συνεργάτες επιθυμούσαν να δημιουργήσουν ένα προβιοτικό που θα μπορούσε να ανταποκριθεί σε όλες αυτές τις απαιτήσεις.

«Αυτό που θέλαμε να κάνουμε […] ήταν να χρησιμοποιήσουμε μια πλατφόρμα που θα μας επέτρεπε να χειριστούμε τη νέα απόκριση με πολύ συγκεκριμένο τρόπο, πότε και όπου χρειαζόταν», δήλωσε ο Δρ Quintana στο Meded News Today «Και αυτό δεν μας οδήγησε σε κανένα προβιοτικό αλλά στην μαγιά. "

Στοργικά αποκαλούμενα «ρομπότ ζύμης» από τους ερευνητές, τα προβιοτικά δημιουργούνται από το Saccharomyces cerevisiae, έναν τύπο ζύμης που χρησιμοποιείται επιπλέον για την παρασκευή μπύρας καθώς και λευκού κρασιού καθώς και στο μαγείρεμα.

Δεν χρησιμοποιείται γενικά ως προβιοτικό αλλά ζει κανονικά στον ανθρώπινο πεπτικό σωλήνα ως συστατικό ενός υγιούς και ισορροπημένου μικροβίου.

Ο Δρ Quintana καθώς και η ομάδα του χρησιμοποίησαν το CRISPR-Cas9, ένα είδος καινοτομίας για την επεξεργασία γονιδίων, για να παρουσιάσουν μια γενετική που προκαλείται από οίδημα στο πεπτικό σύστημα.

Όταν η μαγιά ανιχνεύει πρήξιμο, παράγει ένα ένζυμο που αποδυναμώνει τα φλεγμονώδη σωματίδια που ονομάζονται εξωκυτταρική τριφωσφορική αδενοσίνη (eATP), μειώνοντας έτσι το πρήξιμο.

Η παρασκευασμένη μαγιά παράγει διάφορες ποσότητες του ενζύμου, ανάλογα με το πόσο υπάρχουν τα φλεγμονώδη σήματα. Με αυτόν τον τρόπο, το προβιοτικό ζύμης είναι «αυτορυθμιζόμενο», καθώς μπορεί να παρέχει μια εξαιρετικά τοπική δράση σε συγκεκριμένους ιστότοπους διόγκωσης εντός του πεπτικού σωλήνα.

«Είναι αυτή η ιδέα να παίρνεις εξατομικευμένη ιατρική στο άκρο. Αυτό δεν είναι μόνο για έναν συγκεκριμένο ασθενή, αλλά συγκεκριμένα για κάθε μικρό κομμάτι ιστού. "

–Δρ Φρανσίσκο Κουιντάνα

Εκδόσεις ποντικιού

Οι επιστήμονες εξέτασαν τα προβιοτικά σε ποντίκια υπολογιστών με πολλά είδη IBD. Μετά από το στόμα παρέχοντας την κατασκευασμένη μαγιά, ανακάλυψαν ότι τα ποντίκια του υπολογιστή είχαν μειωμένη έκφραση γενετικής που διαφημίζουν οίδημα στο παχύ έντερο.

Αυτό μετατράπηκε αμέσως σε υποτονικό οίδημα του πεπτικού συστήματος καθώς και μειωμένη ίνωση - όπου η επένδυση του πεπτικού σωλήνα καταλήγει να σημειώνεται καθώς και να διογκώνεται, η οποία μπορεί να προκαλέσει την απόφραξη των εντερικών οδών.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα κατασκευασμένα προβιοτικά ταιριάζουν με την απόδοση φαρμάκων συγκρίσιμων με εκείνα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία ατόμων με IBD, όπως η μεταβλητή θανάτου ανάπτυξης (TNF) - εμποδίζοντας αντισώματα.

«Σε ορισμένα μοντέλα, αποδίδουν κυριολεκτικά επίσης», είπε ο Δρ Quintana στο MNT. "Και σε ορισμένα από τα μοντέλα που χρησιμοποιούμε, η μαγιά στην πραγματικότητα ξεπέρασε, για παράδειγμα, αντισώματα που μπλοκάρουν τον TNF."

Προτού χρησιμοποιηθεί το προβιοτικό για τον προγραμματιστή σε ανθρώπους, ωστόσο, ο Δρ Quintana καθώς και η ομάδα σίγουρα θα απαιτήσουν να πραγματοποιήσουν περισσότερες έρευνες ασφαλείας και να συμμετάσχουν σε τεράστιες ιατρικές εξετάσεις. Επιπλέον ετοιμάζονται να τελειοποιήσουν τη ζύμη περισσότερο για να επικεντρωθούν στην επιτάχυνση της στερέωσης των κυττάρων.

Οι προσδοκίες του Δρ Quintana επεκτείνονται επιπλέον πέρα ​​από το πεπτικό σύστημα.

«Χρησιμοποιούμε το έντερο ως παράθυρο για να στοχεύσουμε πραγματικά τη φλεγμονή σε πολλούς άλλους ιστούς», δήλωσε. Το εργαστήριο του Δρ Quintana έχει ελέγξει στο παρελθόν τη λειτουργία του πρηξίματος στο μυαλό σε αρκετή σκλήρυνση και σκοπεύει να ελέγξει ακριβώς πώς αυτές οι γενετικά κατασκευασμένες ρομποτικές ζυμομύκητες μπορούν να χρησιμοποιούν ολοκαίνουργιες ευκαιρίες για θεραπεία.

«Αν πιστεύουμε ότι όσον αφορά το λογισμικό και το υλικό, αυτά είναι υλικό, όπου μπορείτε να ενσωματώσετε έναν κώδικα, ο οποίος είναι ένα κομμάτι λογισμικού. Αυτό θα σας επιτρέψει να στοχεύσετε όχι μόνο διαφορετικές πτυχές του IBD, αλλά και διαφορετικές φλεγμονώδεις καταστάσεις. "