Probiotische 'gistrobots' kunnen op een dag IBD behandelen

Saccharomyces cerevisiae gist. Microscoopbeeld van een ontluikende cel.

  • De buurt van ziektekiemen die in het menselijke spijsverteringskanaal leven, draagt ​​bij aan verschillende gezondheids- en welzijnsproblemen bij de mens, waaronder inflammatoire ziekten van het spijsverteringskanaal (IBD).
  • Onderzoekers hebben een multifunctioneel 'designer'-probioticum gemaakt om tal van aspecten van IBD te behandelen. Het vermindert zwelling, keert celbeschadigingen om en herstelt het microbioom van het spijsverteringskanaal in een computermuisversie.
  • Het probioticum is gemaakt van dezelfde gistsoorten die worden gebruikt om bier te maken, gebruikmakend van gen-editing-innovatie CRISPR-Cas9.
  • De wetenschappers hebben onlangs hun preklinische onderzoeksstudie vrijgegeven. Ze zijn van plan om meer beveiligingsonderzoeken uit te voeren voordat ze het probioticum bij mensen testen.

In het menselijke spijsverteringskanaal houden een hele reeks ziektekiemen, schimmels en verschillende andere micro-organismen een fragiel evenwicht, met een aanzienlijke impact op onze gezondheid en welzijn. Wetenschappers hebben zelfs onthuld dat specifieke hardnekkige problemen, zoals IBD, verband houden met deze vermeende dysbiose.

Maar wat gebeurt er als we een supplement hebben dat verstoringen van het microbioom kan opvangen en het evenwicht kan herstellen om aanhoudende ziekte te behandelen?

Nu hebben onderzoekers van Brigham en het Women's Hospital in Boston, MA, een 'designer'-probioticum gemaakt waarvan ze beweren dat het dat eenvoudig zou kunnen doen.

De genetisch vervaardigde gist kan reageren op zwelling en efficiënt IBD-symptomen elimineren bij computermuizen, volgens de gloednieuwe onderzoeksstudie, gepubliceerd in Nature Medicine.

IBD en het microbioom van het spijsverteringskanaal

IBD is een overkoepelende term voor een verscheidenheid aan problemen die worden geïdentificeerd door consistente zwelling van het maagsysteem. De 2 meest voorkomende vormen van IBD zijn de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa.

In 2015 hadden ongeveer 3 miljoen volwassenen in de Verenigde Staten een medische diagnose van IBD, volgens de Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Veel voorkomende symptomen zijn losheid van de darmen, maagklachten, bloederige ontlasting, uitputting en onverklaarbare vetverbranding.

Eerdere onderzoeken hebben zelfs ontdekt dat personen met IBD een uit balans zijnd microbioom van het spijsverteringskanaal hebben, met een verminderde algemene variëteit en zelfs meer van de microbiële variëteiten die zwelling veroorzaken. Wetenschappers denken dat probiotica kunnen helpen om dit evenwicht te herstellen en zwelling te minimaliseren.

Verschillende probiotica die momenteel op de markt zijn, zijn echter verbeterd met vooruitgang in een gezond en uitgebalanceerd spijsverteringskanaal.

In deze gloednieuwe onderzoeksstudie zeggen de wetenschappers dat om IBD te behandelen, een probioticum zeker verschillende functies zou moeten bieden, waaronder het stoppen van zwelling, het omkeren van celbeschadigingen en het opnieuw in evenwicht brengen van bacteriën in het spijsverteringskanaal.

Bier maag

Dr. Francisco Quintana, een detective in het Brigham en Women's Hospital, en collega's wilden een probioticum maken dat aan al deze eisen zou kunnen voldoen.

"Wat we wilden [...] doen, was een platform gebruiken waarmee we de nieuwe respons op een zeer specifieke manier kunnen manipuleren, wanneer en waar dat nodig is," vertelde Dr. Quintana aan "Detonic.shop". "En dat leidde ons niet tot een probioticum, maar eigenlijk aan gist.”

De probiotica worden door de onderzoekers liefkozend "gistrobots" genoemd en zijn gemaakt van Saccharomyces cerevisiae, een soort gist dat ook wordt gebruikt om zowel bier als witte wijn te maken en bij het koken.

Het wordt over het algemeen niet als probioticum gebruikt, maar leeft normaal in het menselijke spijsverteringskanaal als onderdeel van een gezond en uitgebalanceerd microbioom.

Zowel dr. Quintana als zijn groep gebruikten CRISPR-Cas9, een soort gen-editing-innovatie, om een ​​genetica te presenteren die wordt veroorzaakt door zwelling in het spijsverteringskanaal.

Wanneer de gist zwelling detecteert, produceert het een enzym dat ontstekingsdeeltjes, extracellulair adenosinetrifosfaat (eATP) genaamd, verzwakt, waardoor de zwelling wordt verminderd.

De bewerkte gist genereert verschillende hoeveelheden van het enzym, afhankelijk van hoeveel van de ontstekingssignalen er zijn. Op deze manier is het gist-probioticum "zelf-afstemmend" en kan het een extreem lokale actie leveren op bepaalde zwellingen in het spijsverteringskanaal.

“Het is dit idee om tot het uiterste te gaan met geïndividualiseerde geneeskunde. Dit is niet alleen voor een specifieke patiënt, maar specifiek voor elk microstukje weefsel.”

–Dr. Francisco Quintana

Muis versies

De wetenschappers onderzochten de probiotica in computermuizen met verschillende soorten IBD. Nadat ze de bewerkte gist via de mond hadden verstrekt, ontdekten ze dat de computermuizen verminderde expressie hadden van genetica die zwelling in de dikke darm aangeeft.

Dit veranderde direct in een ingetogen spijsverteringszwelling en verminderde fibrose - waarbij de voering van het spijsverteringskanaal zowel gemarkeerd als vergroot wordt, wat ertoe kan leiden dat de darmkanalen verstopt raken.

In sommige situaties kwamen de vervaardigde probiotica overeen met de prestaties van medicijnen die vergelijkbaar zijn met die die worden gebruikt om personen met IBD te behandelen, zoals groei-dood-variabele (TNF)-remmende antilichamen.

"In sommige modellen presteren ze ook letterlijk", vertelde Dr. Quintana aan MNT. "En in sommige van de modellen die we gebruiken, presteerde de gist zelfs beter dan bijvoorbeeld TNF-blokkerende antilichamen."

Voordat de probiotische ontwikkelaar kan worden gebruikt bij mensen, zullen zowel Dr Quintana als de groep zeker meer beveiligingsonderzoeken moeten uitvoeren en deelnemen aan massale medische tests. Ze bereiden zich bovendien voor om de gist meer te verfijnen om zich te concentreren op het versnellen van celfixatie.

Dr. Quintana's aspiraties strekken zich bovendien uit tot voorbij het spijsverteringskanaal.

"We gebruiken de darm als een venster om ontstekingen in veel andere weefsels echt aan te pakken," verklaarde hij. Het laboratorium van Dr. Quintana heeft vroeger de functie van zwelling in de geest bij verschillende sclerose onderzocht en is van plan om precies te onderzoeken hoe deze genetisch vervaardigde gistrobotica gloednieuwe mogelijkheden voor therapie zou kunnen gebruiken.

“Als we denken in software en hardware, dan is dat hardware, waar je een code in kunt verwerken, een stukje software. Dat stelt u in staat om niet alleen verschillende aspecten van IBD aan te pakken, maar ook verschillende ontstekingsaandoeningen."