Probiotiniai „mielių robotai“ vieną dieną gali gydyti IBD

Saccharomyces cerevisiae mielės. Pradedančios ląstelės mikroskopo vaizdas.

  • Žmogaus virškinamojo trakto viduje gyvenančių mikrobų kaimynystė prisideda prie kelių žmogaus sveikatos ir sveikatingumo problemų, susidedančių iš uždegiminių virškinamojo trakto ligų (IBD).
  • Tyrėjai iš tikrųjų sukūrė daugiafunkcį „dizainerio“ probiotiką, skirtą daugybei IBD aspektų gydyti. Tai sumažina patinimą, apsisuka ląstelių pažeidimus, taip pat atkuria virškinamojo trakto mikrobiomą kompiuterio pelės versijoje.
  • Probiotikas buvo pagamintas iš tų pačių mielių rūšių, kurios naudojamos alui gaminti, naudojant genų redagavimo naujoves CRISPR-Cas9.
  • Neseniai mokslininkai paskelbė ikiklinikinių tyrimų tyrimą. Jie planuoja atlikti daugiau saugumo tyrimų prieš tiriant probiotiką žmonėms.

Žmogaus virškinamojo trakto viduje daugybė mikrobų, grybelių, taip pat įvairių kitų mikroorganizmų palaiko trapią pusiausvyrą, o tai daro didelę įtaką mūsų sveikatai ir sveikatingumui. Mokslininkai iš tikrųjų atskleidė, kad specifinės nuolatinės problemos, tokios kaip IBD, yra susijusios su šia tariama disbioze.

Bet kas nutiks, jei turėtume priedą, kuris galėtų paimti mikrobiomo sutrikimus ir atgauti pusiausvyrą, kad būtų galima gydyti nuolatines ligas?

Dabar mokslininkai iš Brighamo ir Moterų ligoninės Bostone (MA) iš tikrųjų sukūrė „dizainerio“ probiotiką, kuris, jų teigimu, gali tai padaryti tiesiog.

Genetiškai pagamintos mielės gali reaguoti į patinimą, taip pat veiksmingai pašalinti IBD požymius kompiuterinėse pelėse, rodo visiškai naujas „Nature Medicine“ išleistas tyrimas.

IBD, taip pat virškinamojo trakto mikrobiomas

IBD yra skonis, skirtas įvairioms problemoms, kurios nustatomos pagal nuolatinį skrandžio sistemos patinimą. 2 dažniausiai pasitaikančios IBD rūšys yra Krono liga ir opinis kolitas.

Remiantis Ligų kontrolės ir prevencijos centro (CDC) duomenimis, 2015 m. JAV diagnozuota IBD apie 3 milijonai suaugusiųjų.

Dažni požymiai yra vidurių laisvumas, diskomfortas skrandyje, kruvinos išmatos, išsekimas, taip pat nepaaiškinamas riebalų deginimas.

Ankstesni tyrimai iš tikrųjų atskleidė, kad IBD sergančių asmenų virškinamojo trakto mikrobiomas yra nesubalansuotas, sumažėja bendra įvairovė, taip pat dar daugiau mikrobų, sukeliančių patinimą. Mokslininkai mano, kad probiotikai gali padėti atkurti šią pusiausvyrą ir sumažinti patinimą.

Tačiau keli probiotikai, esantys šiuo metu rinkoje, buvo pažengę į sveiką ir subalansuotą virškinamąjį traktą.

Šiame visiškai naujame tyrime mokslininkai teigia, kad norint gydyti IBD, probiotikui tikrai reikės pasiūlyti keletą funkcijų, tokių kaip tinimo sustabdymas, ląstelių pažeidimų pasisukimas ir virškinamojo trakto mikrobų pusiausvyros pusiausvyra.

Alus skrandis

Dr Francisco Quintana, „Brigham“ ir Moterų ligoninės detektyvas, taip pat bendradarbiai norėjo sukurti probiotiką, kuris galėtų patenkinti visus šiuos reikalavimus.

„Tai, ką mes norėjome [...] padaryti, buvo naudoti platformą, kuri leistų mums labai konkrečiai manipuliuoti nauju atsakymu, kai ir kur reikia“, - šiandien dr. Quintana pranešė „Medicinos naujienoms“. Tai paskatino mus neiti jokių probiotikų, bet iš tikrųjų mielėms “.

Tyrėjai mielai vadinami „mielių robotais“, probiotikai yra sukurti iš Saccharomyces cerevisiae - mielių rūšių, kurios papildomai naudojamos alui, baltam vynui gaminti, taip pat gaminant maistą.

Paprastai jis nėra naudojamas kaip probiotikas, tačiau žmogaus virškinimo trakte paprastai gyvena kaip sveiko ir subalansuoto mikrobiomo komponentas.

Dr. Quintana ir jo grupė panaudojo CRISPR-Cas9, tam tikrą genų redagavimo naujovę, pristatyti genetiką, kurią sukelia virškinimo trakto patinimas.

Kai mielės nustato patinimą, jis gamina fermentą, kuris susilpnina uždegimines daleles, vadinamas tarpląsteliniu adenozino trifosfatu (eATP), taip sumažinant patinimą.

Sukurtos mielės generuoja įvairius fermento kiekius, priklausomai nuo to, kiek yra uždegiminių signalų. Tokiu būdu mielių probiotikas yra „savaime sureguliuojamas“, taip pat gali pateikti ypač vietinį poveikį tam tikroms virškinamojo trakto patinimų svetainėms.

„Tai yra individualizuotos medicinos taikymo kraštutinumu idėja. Tai skirta ne tik konkrečiam pacientui, bet ir kiekvienam audinio mikrodaleliui “.

–Dr. Francisco Quintana

Pelės versijos

Mokslininkai ištyrė kompiuterinių pelių probiotikus, naudodami daugybę rūšių IBD. Po to, kai per burną tiekė pagamintas mieles, jie atrado, kad kompiuterinės pelės sumažino genetikos išraišką, kuri reklamuoja storosios žarnos patinimą.

Tai virto tiesiai į silpną virškinimo patinimą, taip pat sumažintą fibrozę - ten, kur virškinimo trakto gleivinė baigiasi, taip pat padidėja, o tai gali trukdyti žarnyno traktams.

Kai kuriose situacijose pagaminti probiotikai prilygo vaistų, panašių į tuos, kurie naudojami IBD sergančių asmenų gydymui, pavyzdžiui, augimo mirties kintamasis (TNF) - trukdantys antikūnai.

"Kai kuriuose modeliuose jie taip pat veikia tiesiogine prasme", - MNT pranešė dr. Quintana. „Ir kai kuriuose mūsų naudojamuose modeliuose mielės iš tikrųjų pranoko, pavyzdžiui, TNF blokuojančius antikūnus.“

Nepaisant to, kad kūrėjo probiotiką bus galima panaudoti žmonėms, dr. Quintana ir grupė, be abejo, pareikalaus daugiau saugumo tyrimų ir dalyvauti masiniuose medicininiuose tyrimuose. Jie papildomai ruošiasi labiau patobulinti mieles, kad sutelktų dėmesį į ląstelių fiksavimo pagreitinimą.

Dr. Quintanos siekiai taip pat tęsiasi per virškinamąjį traktą.

"Mes naudojame žarnyną kaip langą, kad iš tikrųjų nukreiptume uždegimą į daugelį kitų audinių", - teigė jis. Dr. Quintanos laboratorija iš tikrųjų anksčiau patikrino proto patinimo funkciją esant kelioms sklerozėms, taip pat ketina patikrinti, kaip šios genetiškai sukurtos mielių robotikos gali naudoti visiškai naujas terapijos galimybes.

„Jei galvojame apie programinę ir techninę įrangą, tai yra aparatinė įranga, kur galite įtraukti kodą, kuris yra programinės įrangos dalis. Tai leis jums nukreipti ne tik į skirtingus IBD aspektus, bet ir į skirtingas uždegimines ligas “.