Probiootilised pärmrobotid võivad ühel päeval ravida IBD-d

Saccharomyces cerevisiae pärm. Algava raku mikroskoobipilt.

  • Inimese seedetraktis elavate mikroobide naabruskond põhjustab mitmeid inimese tervise- ja terviseprobleeme, mis koosnevad seedetrakti põletikulistest haigustest (IBD).
  • Teadlased on loonud multifunktsionaalse probiootikumi disainerite jaoks, et ravida mitmeid IBD aspekte. See vähendab turset, pöörab rakkude kahjustusi ja taastab seedetrakti mikrobiomi arvutihiire versioonis.
  • Probiootikum valmistati päris samadest pärmi sortidest, mida kasutati õlle valmistamiseks, kasutades geenide redigeerimise uuendust CRISPR-Cas9.
  • Teadlased avaldasid hiljuti oma prekliinilised uuringud. Nad kavatsevad enne probiootikumi proovimist inimestel teha rohkem turvauuringuid.

Inimese seedetraktis hoiab habras tasakaalu terve hulk mikroobe, seeni ja ka mitmesuguseid muid mikroorganisme, millel on oluline mõju meie tervisele ja heaolule. Teadlased on tegelikult paljastanud, et spetsiifilised püsivad probleemid, näiteks IBD, on seotud selle oletatava düsbioosiga.

Aga mis juhtub, kui meil oleks toidulisand, mis suudaks nii mikrobioomi häireid korjata kui ka püsiva haiguse raviks tasakaalu taastada?

Nüüd on nii Brighami kui ka Bostonis asuva naistehaigla teadlased loonud probiootikumi, mis väidetavalt võib seda teha.

Geneetiliselt valmistatud pärm võib reageerida nii tursele kui ka tõhusalt kõrvaldada IBD nähud arvutihiirtel, vastavalt loodusmeditsiinis avaldatud uhiuusele uuringule.

IBD kui ka seedetrakti mikrobioom

IBD on katusmõiste mitmesugustele probleemidele, mis tuvastatakse maosüsteemi järjepideva tursega. Kaks kõige tavalisemat IBD tüüpi on nii Crohni tõbi kui ka haavandiline koliit.

Vastavalt haiguste tõrje ja ennetamise keskustele (CDC) oli 2015. aastal IBD meditsiiniline diagnoos umbes 3 miljonil täiskasvanul Ameerika Ühendriikides.

Levinumad nähud seisnevad soolte lõtvuses, ebamugavustundes maos, veriste väljaheidete, kurnatuse ja seletamatu rasvapõletusega.

Varasemad uuringud on tegelikult avastanud, et IBD-ga inimestel on tasakaalust väljas seedetrakti mikrobioom, vähenenud üldine mitmekesisus ja veelgi enam mikroobseid sorte, mis põhjustavad turset. Teadlased arvavad, et probiootikumid võivad selle tasakaalu taastada ja turseid minimeerida.

Kuid mitmed praegu turul olevad probiootikumid on tervisliku ja tasakaalustatud seedetrakti arenguga veelgi paranenud.

Selles uhiuues uuringus väidavad teadlased, et IBD raviks peaks probiootikum kindlasti pakkuma mitmeid funktsioone, mis seisnevad turse peatamises, rakkude kahjustuste ümber pööramises ja seedetrakti mikroobide tasakaalustamises.

Õlle kõht

Dr Francisco Quintana, nii Brighami kui ka naistehaigla detektiiv, samuti töökaaslased soovisid luua probiootikumi, mis võiks täita kõiki neid nõudmisi.

"Mida me tahtsime [...] teha, oli kasutada platvormi, mis võimaldaks meil manipuleerida uue vastusega väga konkreetsel viisil, millal ja kus vaja," teatas dr Quintana täna Medical Newsile "Ja see ei viinud meid mitte ühegi probiootikumi, vaid tegelikult pärmile. "

Teadlaste poolt hellitavalt “pärmirobotiteks” nimetatud probiootikumid on loodud Saccharomyces cerevisiae'st - pärmistüüpidest, mida kasutatakse lisaks õlle ja valge veini valmistamisele kui ka toiduvalmistamisel.

Seda ei kasutata tavaliselt probiootikumina, kuid elab inimese seedetraktis normaalse ja tasakaalustatud mikrobiomi osana.

Dr Quintana ja tema rühm kasutasid CRISPR-Cas9, omamoodi geenide redigeerimise uuendust, et esitada geneetikat, mille käivitab seedetrakti turse.

Kui pärm tuvastab turse, toodab see ensüümi, mis nõrgendab põletikulisi osakesi, mida nimetatakse rakuväliseks adenosiinitrifosfaadiks (eATP), vähendades seeläbi turset.

Valmistatud pärm genereerib ensüümi erinevates kogustes, sõltuvalt sellest, kui palju põletikulisi signaale on olemas. Sel viisil pärmi probiootikum on "isehäälestuv", samuti võib see pakkuda seedetrakti turse teatud veebisaitidele äärmiselt lokaalset toimet.

"See on idee viia individuaalne meditsiin äärmusesse. See ei ole mõeldud ainult konkreetsele patsiendile, vaid ka konkreetselt igale koetükile. "

- dr Francisco Quintana

Hiireversioonid

Teadlased uurisid probiootikume arvutihiirtes mitmesuguste IBD-dega. Pärast suu kaudu valmistatud pärmi avastasid nad, et arvutihiirtel on vähenenud geneetika ekspressioon, mis reklaamib jämesoole turset.

See muutus paremaks nii seedetrakti vaigistamiseks kui ka langetatud fibroosiks - kus seedetrakti vooderdus lõpuks märgistatakse ja laieneb, mis võib põhjustada sooletraktide takistamist.

Mõnes olukorras vastasid meisterdatud probiootikumid selliste ravimite toimele, mis on võrreldavad ravimitega, mida kasutatakse IBD-ga inimeste ravimiseks, näiteks kasvu surma muutuja (TNF) - takistavad antikehad.

"Mõnes mudelis esinevad nad ka sõna otseses mõttes," teatas dr Quintana MNT-le. "Ja mõnes meie kasutatavas mudelis oli pärm tegelikult parem kui näiteks TNF-i blokeerivad antikehad."

Enne kui arendaja probiootikumi saab inimestel kasutada, peavad dr Quintana ja ka rühm kindlasti tegema rohkem turvauuringuid ning osalema ulatuslikes meditsiinilistes testides. Lisaks valmistuvad nad pärmi peenhäälestamiseks, et keskenduda rakkude kinnitumise kiirendamisele.

Dr Quintana püüdlused laienevad lisaks seedetraktile.

"Me kasutame soolestikku aknana, et sihtida põletikku paljudes muudes kudedes," märkis ta. Dr Quintana labor on tegelikult varem kontrollinud meele turse funktsiooni mitme skleroosi korral, samuti kavatseb ta täpselt uurida, kuidas need geneetiliselt valmistatud pärmi robootika võiksid kasutada teraapias täiesti uusi võimalusi.

„Kui mõelda tarkvara ja riistvara osas, siis on need riistvara, kuhu saate lisada koodi, mis on tarkvara. See võimaldab teil sihtida lisaks IBD erinevatele aspektidele ka erinevaid põletikulisi seisundeid. "