Probiotyczne „roboty drożdżowe” mogą pewnego dnia leczyć IBD

Drożdże Saccharomyces cerevisiae. Obraz mikroskopowy pączkującej komórki.

  • Sąsiedztwo drobnoustrojów żyjących w przewodzie pokarmowym człowieka przyczynia się do wielu problemów zdrowotnych i zdrowotnych, na które składają się choroby zapalne przewodu pokarmowego (IBD).
  • Naukowcy faktycznie stworzyli wielofunkcyjny „projektowy” probiotyk do leczenia wielu aspektów IBD. Zmniejsza obrzęk, odwraca uszkodzenia komórek, a także przywraca mikrobiom przewodu pokarmowego w wersji myszy komputerowej.
  • Probiotyk został wyprodukowany z tych samych odmian drożdży, których używa się do produkcji piwa, wykorzystując innowację edycji genów CRISPR-Cas9.
  • Naukowcy opublikowali niedawno wyniki badań przedklinicznych. Planują przeprowadzić więcej badań nad bezpieczeństwem przed wypróbowaniem probiotyku na ludziach.

W przewodzie pokarmowym człowieka cały szereg zarazków, grzybów, a także różnych innych mikroorganizmów utrzymuje kruchą równowagę, co ma znaczący wpływ na nasze zdrowie i dobre samopoczucie. Naukowcy faktycznie ujawnili, że konkretne uporczywe problemy, takie jak IBD, są związane z tą rzekomą dysbiozą.

Ale co by się stało, gdybyśmy mieli suplement, który mógłby wychwycić zaburzenia mikrobiomu, a także przywrócić równowagę w leczeniu uporczywych chorób?

Teraz naukowcy z Brigham oraz Women's Hospital w Bostonie w stanie Massachusetts stworzyli „projektowy” probiotyk, który, jak twierdzą, może po prostu to zrobić.

Genetycznie spreparowane drożdże mogą reagować na obrzęk, a także skutecznie eliminować objawy IBD u myszy komputerowych, zgodnie z zupełnie nowym badaniem opublikowanym w Nature Medicine.

IBD oraz mikrobiom przewodu pokarmowego

Nieswoiste zapalenie jelit to ogólny termin dla różnych problemów, które są identyfikowane przez konsekwentny obrzęk układu żołądkowego. Dwa najczęstsze rodzaje IBD to choroba Leśniowskiego-Crohna oraz wrzodziejące zapalenie jelita grubego.

W 2015 roku około 3 miliony dorosłych w Stanach Zjednoczonych miało diagnozę medyczną IBD, zgodnie z Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Częste objawy to rozluźnienie jelit, dyskomfort w żołądku, krwawe stolce, zmęczenie, a także niewytłumaczalne spalanie tłuszczu.

Wcześniejsze badania wykazały, że osoby z IBD mają niezrównoważony mikrobiom przewodu pokarmowego, ze zmniejszoną ogólną różnorodnością, a nawet większą liczbą odmian drobnoustrojów powodujących obrzęk. Naukowcy uważają, że probiotyki mogą pomóc w odzyskaniu tej równowagi, a także zminimalizować obrzęk.

Jednak kilka probiotyków dostępnych obecnie na rynku zostało ulepszonych wraz z postępem w zdrowym i zrównoważonym przewodzie pokarmowym.

W tym zupełnie nowym badaniu naukowcy twierdzą, że w leczeniu IBD probiotyk z pewnością musiałby oferować kilka funkcji, takich jak zatrzymanie obrzęku, odwrócenie uszkodzeń komórek, a także przywrócenie równowagi drobnoustrojów w przewodzie pokarmowym.

Żołądek piwny

Dr Francisco Quintana, detektyw z Brigham oraz Women's Hospital, a także współpracownicy chcieli stworzyć probiotyk, który mógłby zaspokoić wszystkie te wymagania.

„Chcieliśmy […] zrobić, to użyć platformy, która pozwoliłaby nam manipulować nową odpowiedzią w bardzo specyficzny sposób, kiedy i gdzie jest to potrzebne”, dr Quintana poinformował "Detonic.shop" „I to nie doprowadziło nas do żadnego probiotyku, ale właściwie do drożdży”.

Pieszczotliwie nazywane przez naukowców „robotami drożdżowymi”, probiotyki są tworzone z Saccharomyces cerevisiae, rodzaju drożdży, które są dodatkowo wykorzystywane do produkcji piwa i białego wina, a także do gotowania.

Na ogół nie jest stosowany jako probiotyk, ale normalnie żyje w ludzkim przewodzie pokarmowym jako składnik zdrowego i zrównoważonego mikrobiomu.

Dr Quintana i jego grupa wykorzystali CRISPR-Cas9, rodzaj innowacji w edycji genów, aby przedstawić genetykę wywoływaną przez obrzęk przewodu pokarmowego.

Gdy drożdże wykryją obrzęk, wytwarzają enzym, który osłabia cząstki zapalne zwane zewnątrzkomórkowym trifosforanem adenozyny (eATP), zmniejszając w ten sposób obrzęk.

Wytworzone drożdże wytwarzają różne ilości enzymu, w zależności od tego, ile sygnałów zapalnych istnieje. W ten sposób probiotyk drożdżowy jest „samoregulujący się”, a także może zapewniać bardzo lokalne działanie na określone strony obrzęku w przewodzie pokarmowym. .

„To pomysł na doprowadzenie zindywidualizowanej medycyny do skrajności. Dotyczy to nie tylko konkretnego pacjenta, ale konkretnie każdego mikrofragmentu tkanki.”

– dr Francisco Quintana

Wersje myszy

Naukowcy zbadali probiotyki u myszy komputerowych z licznymi rodzajami IBD. Po doustnym podaniu spreparowanych drożdży odkryli, że myszy komputerowe mają zmniejszoną ekspresję genetyki, która reklamuje obrzęk okrężnicy.

Przekształciło się to w stonowany obrzęk przewodu pokarmowego, a także obniżone zwłóknienie – gdzie wyściółka przewodu pokarmowego zostaje zaznaczona, a także powiększona, co może spowodować niedrożność przewodu pokarmowego.

W niektórych sytuacjach spreparowane probiotyki odpowiadały działaniu leków porównywalnych do tych stosowanych w leczeniu osób z IBD, takich jak przeciwciała blokujące zmienną śmierci wzrostu (TNF).

„W niektórych modelach sprawują się dosłownie równie dobrze” – poinformował MNT dr Quintana. „W niektórych modelach, których używamy, drożdże faktycznie przewyższały, na przykład przeciwciała blokujące TNF”.

Zanim jednak probiotyk deweloperski będzie mógł zostać wykorzystany u ludzi, dr Quintana i cała grupa z pewnością będą musieli przeprowadzić więcej badań nad bezpieczeństwem, a także wziąć udział w masowych testach medycznych. Dodatkowo przygotowują się do dostrojenia drożdży, aby skoncentrować się na przyspieszeniu naprawy komórek.

Aspiracje dr Quintany wykraczają dodatkowo poza przewód pokarmowy.

„Wykorzystujemy jelito jako okno, w którym można naprawdę celować w stany zapalne w wielu innych tkankach” – stwierdził. Laboratorium dr Quintany wcześniej sprawdzało funkcję obrzęku umysłu w kilku przypadkach stwardnienia, a także zamierza dokładnie sprawdzić, w jaki sposób ta genetycznie spreparowana robotyka drożdżowa może wykorzystać zupełnie nowe możliwości terapii.

„Jeśli myślimy w kategoriach oprogramowania i sprzętu, jest to sprzęt, w którym można włączyć kod, który jest fragmentem oprogramowania. To pozwoli ci skupić się nie tylko na różnych aspektach IBD, ale także na różnych stanach zapalnych”.