Forscher entwickeln technisch hergestelltes Hefe-Probiotikum zur Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen

Die Welt der im menschlichen Darm lebenden Mikroben kann weitreichende Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Mehrere Krankheiten, einschließlich entzündlicher Darmerkrankung (IBD), sind an das Gleichgewicht dieser Mikroben gebunden, Dies deutet darauf hin, dass die Wiederherstellung des richtigen Gleichgewichts bei der Behandlung von Krankheiten helfen könnte. Viele Probiotika – lebende Hefen oder Bakterien – die derzeit auf dem Markt sind, wurden im Sinne eines gesunden Darms durch Evolution optimiert. Jedoch, um komplexe Erkrankungen wie IBD zu behandeln, ein Probiotikum müsste viele Funktionen erfüllen, einschließlich der Fähigkeit, Entzündungen abzuschalten, Schäden rückgängig machen und das Darmmikrobiom wiederherstellen.

Angesichts all dieser Bedürfnisse, Forscher von Brigham and Women's Hospital haben ein „Designer“-Probiotikum entwickelt – eine sorgfältig konstruierte Hefe, die mehrere Wirkungen zur Behandlung von CED auslösen kann. Präklinische Ergebnisse ihrer Arbeit sind veröffentlicht in Naturmedizin .

Wir haben Hefe genommen – genau die Hefe, die zur Herstellung von Bier verwendet wird – und wir haben ihr die Fähigkeit gegeben, Entzündungen zu spüren und ein entzündungshemmendes Molekül abzusondern. Wir nennen diese neue Plattform 'Y-Bots' (Heferoboter) und sehen hier das Potenzial, Therapeutika zu entwickeln, die Krankheiten des Darmgewebes und mehr behandeln können."

Francisco Quintana, Doktortitel, korrespondierender Autor, Ermittler, Ann Romney Zentrum für neurologische Erkrankungen, Brigham und Frauenkrankenhaus

Frühere Forschungen des Quintana-Labors haben dazu beigetragen, den Zusammenhang zwischen dem Darm und Krankheiten, die das Gehirn betreffen, aufzuklären. Vorschläge für potenzielle Anwendungen für die Entwicklung von Probiotika über CED hinaus.

Quintana und Kollegen entwickelten ihr Probiotikum aus Saccharomyces cerevisiae, eine Hefeart, die bei der Weinherstellung verwendet wird, backen und brauen. Mit der Gen-Editing-Technologie CRISPR/Cas9, Die Forscher führten genetische Elemente ein, die Entzündungen erkennen und darauf reagieren können, indem sie ein Enzym absondern, das ein an Entzündungen beteiligtes Schlüsselmolekül abbauen kann. Die manipulierte Hefe kann verschiedene Enzymniveaus sezernieren, abhängig davon, wie viel des Entzündungssignals an einer Stelle im Darm vorhanden ist. Dies bedeutet, dass das Probiotikum eine stark lokalisierte Reaktion auf Entzündungen haben kann. In Mäusen, die gentechnisch veränderte Hefe unterdrückt erfolgreich Darmentzündungen, reduzierte die Fibrose und stellte ein ausgewogenes Darmmikrobiom wieder her.

Um diese neue therapeutische Plattform bei IBD und anderen Krankheiten beim Menschen einzusetzen, Quintana und Kollegen müssen Sicherheitsstudien durchführen. Sie planen auch, die gentechnisch veränderte Hefe weiter zu verfeinern und zu testen, um zu sehen, ob sie die Gewebereparatur beschleunigen können. Jenseits von IBD, das Team plant, den Einsatz von technisch hergestellten Probiotika zur Behandlung einer häufigen Nebenwirkung der Krebsimmuntherapie zu untersuchen, Kolitis.

"Wir wollen die Werkzeuge der synthetischen Biologie nutzen, um zu entwickeln, was in der Natur zu finden ist, " sagte Quintana. "Durch die Entwicklung von Probiotika, Unser Ziel ist es, personalisiertere, lokalisierte und hochgradig kontrollierte Medikamente zur Behandlung von Erkrankungen des Darms und darüber hinaus."

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