Forskere udvikler manipuleret gær -probiotika til behandling af inflammatorisk tarmsygdom

Verden af ​​mikrober, der lever i den menneskelige tarm, kan have vidtrækkende virkninger på menneskers sundhed. Flere sygdomme, herunder inflammatorisk tarmsygdom (IBD), er bundet til balancen mellem disse mikrober, tyder på, at genopretning af den rette balance kunne hjælpe med at behandle sygdomme. Mange probiotika - levende gær eller bakterier - der i øjeblikket er på markedet, er blevet optimeret gennem evolution i forbindelse med en sund tarm. Imidlertid, for at behandle komplekse sygdomme som IBD, et probiotikum ville skulle tjene mange funktioner, herunder en evne til at slukke betændelse, vende skade og genoprette tarmmikrobiomet.

I betragtning af alle disse behov, forskere fra Brigham og Women's Hospital har udviklet et "designer" probiotikum - en gennemtænkt konstrueret gær, der kan forårsage flere effekter til behandling af IBD. Prækliniske resultater fra deres arbejde offentliggøres i Naturmedicin .

Vi har taget gær-selve gæren, der bruges til at lave øl-og vi har givet den evnen til at mærke betændelse og udskille et antiinflammatorisk molekyle. Vi kalder denne nye platform 'Y-bots' (gærrobotter) og ser potentialet her for at udvikle terapier, der kan behandle sygdomme i tarmvævet og mere. "

Francisco Quintana, Ph.d., Kontaktforfatter, efterforsker, Ann Romney Center for Neurologiske Sygdomme, Brigham og Women's Hospital

Tidligere forskning fra Quintana -laboratoriet har hjulpet med at belyse forbindelsen mellem tarmen og sygdomme, der påvirker hjernen, foreslår potentielle applikationer til engineering probiotika ud over IBD.

Quintana og kolleger udviklede deres probiotika ved hjælp af Saccharomyces cerevisiae, en gærart, der bruges til vinfremstilling, bagning og brygning. Ved hjælp af genredigerings -teknologien CRISPR/Cas9, forskerne introducerede genetiske elementer, der kunne fornemme betændelse og reagere på det ved at udskille et enzym, der kan nedbryde et nøglemolekyle, der er involveret i betændelse. Den fremstillede gær kan udskille forskellige niveauer af enzym, afhængigt af hvor meget af det inflammatoriske signal, der er til stede på et sted i tarmen. Det betyder, at probiotika kan have et meget lokaliseret respons på betændelse. Hos mus, den fremstillede gær undertrykte med succes tarmbetændelse, reduceret fibrose og genoprettet et afbalanceret tarmmikrobiom.

For at bringe denne nye terapeutiske platform til anvendelse på IBD og andre sygdomme hos mennesker, Quintana og kolleger skal gennemføre sikkerhedsundersøgelser. De planlægger også at forfine og teste gæren yderligere for at se, om de kan fremskynde vævsreparation. Ud over IBD, teamet planlægger at undersøge brugen af ​​konstruerede probiotika til behandling af en almindelig bivirkning af kræftimmunterapi, colitis.

"Vi vil bruge værktøjerne i syntetisk biologi til at konstruere, hvad der kan findes i naturen, "sagde Quintana." Ved at konstruere probiotika, vores mål er at skabe mere personlig, lokaliseret og stærkt kontrolleret medicin til behandling af tarmsygdomme og videre. "

• Bindevævsprotein fremmer immunrespons, der bekæmper bakterielle infektioner
• Kunne mikroalger afledte antivirale forbindelser bekæmpe SARS-CoV-2 og andre vira?