Een loopneus is niet de enige plek waar slijm in ons lichaam voorkomt; het lijnt ook vele gangen, zoals het spijsverteringsstelsel, om ze gesmeerd te houden. Onderzoekers van het Massachusetts Institute for Technology (MIT) hebben ontdekt dat suikers in slijm helpen om vervelende microben in ons lichaam onder controle te houden en te ontwapenen. De meeste mensen denken dat de slijmerige substantie hinderlijk en vies is, maar het speelt een vitale rol in veel lichaamssystemen.
mucines, de gelvormende component in slijm, zijn bedekt met glycanen, of suikers, en het is bekend dat ze de vorming van biofilm onderdrukken, een microbiële groeivorm die vaak gepaard gaat met infecties en moeilijk te behandelen is met antibiotica. Deze studie, gepubliceerd in Nature Microbiology, vindt een breder scala aan functies voor de glycanen die aan mucinen zijn bevestigd. Onderzoekers denken dat ze de vervelende microben misschien niet echt hoeven te doden, maar in plaats daarvan, ontwapen ze en maak ze minder besmettelijk.
Antibiotica worden steeds minder effectief tegen snel aanpassende bacteriën. We moeten gebruik maken van natuurlijk voorkomende verdedigingsmechanismen om onszelf te beschermen tegen microben."
David Rampulla, doctoraat, directeur van het NIBIB Biomaterials and Biomolecular Constructs-programma
Slijm is dicht opeengepakt met schadelijke microben, dus hoe gebruikt het lichaam deze slijmerige stof om infecties te voorkomen? Je zou denken dat iets in slijm de bacteriën kan doden. Het MIT-team, onder leiding van Katharina Ribbeck, doctoraat, Hoogleraar bij de afdeling Biologische Ingenieurswetenschappen, heeft ontdekt dat slijm ziekteverwekkers temt die zich in zijn kleverige matrix bevinden, zodat het immuunsysteem kan ingrijpen en vechten wanneer dat nodig is, maar slijm doodt zelf geen bacteriën.
Velen dachten vroeger dat het structurele netwerk van slijm puur voor mechanische doeleinden was, maar we hebben geleerd dat het ook een cruciale rol speelt in de manier waarop het problematische ziekteverwekkers onder controle houdt. We testen om te zien of deze functie universeel is voor veel soorten."
Katharina Ribbeck, doctoraat, Hoogleraar bij de afdeling Biologische Ingenieurswetenschappen, MIT
De onderzoekers ontleedden de verschillende delen van slijm en ontdekten dat glycanen het belangrijkste ingrediënt waren dat bacteriën temde. Glycanen zijn ketens van suikermoleculen die vertakte structuren vormen. De onderzoekers vroegen zich af of de glycanen dezelfde kracht zouden hebben zonder de andere componenten in slijm. De resultaten bevestigden dat de glycanen op zichzelf robuust zijn in het onschadelijk maken van pathogenen.
Deze studie richtte zich op de reactie van de glycanen op een specifieke bacterie, P. aeruginosa, die infecties veroorzaakt bij mensen met een aangetast immuunsysteem. afgestudeerde student, Kelsey Wheeler, ontdekte dat de glycanen de bacteriën minder krachtig maakten door genetische routes te onderdrukken die verantwoordelijk zijn voor bacteriële communicatie en die klontering of toxineproductie mogelijk maken. Deze paden maken hun besmettelijke gedrag mogelijk.
Ribbeck zei dat een van haar grootste uitdagingen is om mensen ervan te overtuigen dat slijm de moeite waard is om te bestuderen en niet alleen een afvalproduct. "We kunnen alternatieve therapeutische benaderingen creëren die geen antibiotica gebruiken om microben te doden, maar gebruik in plaats daarvan de vorm van biologische manipulatie van de natuur - slijm, ’ zei Ribbeck.
De volgende stap voor Ribbeck is om de glycaancode te doorbreken en te begrijpen welke glycanen een specifieke ziekteverwekker temmen en hoe ze aan elkaar binden. Ook wil ze meer leren over of en hoe microben glycanen kunnen waarnemen en er vervolgens aan proberen te ontsnappen. Veel verschillende soorten bacteriën bestaan naast elkaar in gemeenschappen in ons lichaam en, gedeeltelijk, het microbioom van een persoon vormen, die een essentiële rol speelt bij de spijsvertering en de gezondheid van het immuunsysteem. Ribbeck denkt dat glycanen een belangrijke rol spelen bij het in stand houden en veranderen van het microbioom in ons lichaam, en haar lab begint de theorie te testen.
Timoteüs Lu, doctoraat, een MIT Associate Professor bij de afdeling Biologische Engineering en Elektrotechniek en Computerwetenschappen, heeft gewerkt aan een andere alternatieve benadering voor de behandeling van antibioticaresistente bacteriële infecties. Lu heeft een manier ontwikkeld om een speciaal type virus te ontwikkelen, een bacteriofaag of faag genaamd, om verschillende stammen van E. coli te doden.
Antibiotica remmen of reguleren doorgaans enzymen die verantwoordelijk zijn voor het beheersen van de groei en verspreiding van bacteriën, het immuunsysteem de tijd geven om infecties te bestrijden. Fagen doden bacteriën via een ander mechanisme. Meestal, fagen herkennen een specifieke receptor op een bacterie die hen in staat stelt te binden en hun virus in de bacteriën te injecteren. Het virus zal zich vermenigvuldigen en uiteindelijk de bacteriën doden.
"Het gebruik van fagen om antibioticaresistente infecties te behandelen is geen nieuw concept, " zei Lu. Hij legde uit dat men een uitgebreide, tijdig screenen om natuurlijk voorkomende fagen te identificeren die specifieke soorten bacteriën doden. "Maar aan het einde van het scherm, je zult waarschijnlijk een diverse groep fagen overhouden die moeilijk te produceren en op te schalen zal zijn in een commercieel reproduceerbare, kostenbesparende manier."
GSK-3-remmers zijn veelbelovend bij de behandeling van coronavirusinfecties
Een smalle slokdarm openen
Wat kan oude uitwerpselen ons vertellen over de evolutie van het menselijke darmmicrobioom?
Infliximab kan de effectiviteit van sommige COVID-19-vaccins belemmeren
Darmbacteriën kunnen het risico op pulmonale hypertensie voorspellen
Orgaanchiptechnologie verbetert de studie van de darm voor gepersonaliseerde geneeskunde
GSK-3-remmers zijn veelbelovend bij de behandeling van coronavirusinfecties
Onderzoekers in de Verenigde Staten hebben een nieuwe benadering voorgesteld voor de behandeling van infectie met coronavirussen, zoals het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV
Gezondste darmbacteriën met plantaardig of mediterraan dieet
Een nieuwe studie toont aan dat specifieke voedingsmiddelen die worden geleverd door een plantaardig of een mediterraan dieet, de darm kunnen beschermen tegen ontstekingsziekten, door selectief de gro
Darmbacteriën gekoppeld aan metabole veranderingen en autisme in nieuwe studie
Onderzoekers van het California Institute of Technology hebben een belangrijke ontdekking gedaan die kan verklaren hoe darmbacteriën kunnen bijdragen aan autisme-achtig gedrag. Het team ontdekte dat