Forskere utvikler konstruert gjær probiotika for behandling av inflammatorisk tarmsykdom

Verden av mikrober som lever i menneskets tarm kan ha vidtrekkende effekter på menneskers helse. Flere sykdommer, inkludert inflammatorisk tarmsykdom (IBD), er knyttet til balansen mellom disse mikrober, antyder at gjenoppretting av riktig balanse kan hjelpe til med å behandle sykdom. Mange probiotika - levende gjær eller bakterier - som for tiden er på markedet, har blitt optimalisert gjennom evolusjon i sammenheng med en sunn tarm. Derimot, for å behandle komplekse sykdommer som IBD, et probiotikum ville trenge å tjene mange funksjoner, inkludert en evne til å slå av betennelse, reversere skader og gjenopprette tarmmikrobiomet.

Gitt alle disse behovene, forskere fra Brigham og Women's Hospital har utviklet et "designer" probiotikum - en gjennomtenkt konstruert gjær som kan forårsake flere effekter for behandling av IBD. Prekliniske resultater fra deres arbeid er publisert i Naturmedisin .

Vi har tatt gjær-selve gjæren som brukes til å lage øl-og vi har gitt den muligheten til å føle betennelse og skille ut et antiinflammatorisk molekyl. Vi kaller denne nye plattformen 'Y-bots' (gjærroboter) og ser potensialet her for å utvikle terapier som kan behandle sykdommer i tarmvevet og mer. "

Francisco Quintana, PhD, tilsvarende forfatter, etterforsker, Ann Romney senter for nevrologiske sykdommer, Brigham og Women's Hospital

Tidligere forskning fra Quintana -laboratoriet har bidratt til å belyse sammenhengen mellom tarmen og sykdommer som påvirker hjernen, foreslår potensielle applikasjoner for ingeniør probiotika utover IBD.

Quintana og kolleger utviklet sitt probiotiske ved hjelp av Saccharomyces cerevisiae, en gjærart som brukes i vinproduksjon, baking og brygging. Ved hjelp av genredigeringsteknologien CRISPR/Cas9, forskerne introduserte genetiske elementer som kunne føle betennelse og reagere på det ved å utskille et enzym som kan nedbryte et nøkkelmolekyl som er involvert i betennelse. Den konstruerte gjæren kan skille ut forskjellige nivåer av enzym, avhengig av hvor mye av det inflammatoriske signalet som er tilstede på et sted i tarmen. Dette betyr at probiotika kan ha en svært lokalisert respons på betennelse. Hos mus, den konstruerte gjæren undertrykte vellykket tarmbetennelse, redusert fibrose og gjenopprettet et balansert tarmmikrobiom.

For å bringe denne nye terapeutiske plattformen til anvendelse på IBD og andre sykdommer hos mennesker, Quintana og kolleger må gjennomføre sikkerhetsstudier. De planlegger også å videreutvikle og teste den konstruerte gjæren for å se om de kan fremskynde vevsreparasjonen. Utover IBD, teamet planlegger å undersøke bruken av konstruerte probiotika for behandling av en vanlig bivirkning av immunterapi mot kreft, kolitt.

"Vi ønsker å bruke verktøyene for syntetisk biologi til å konstruere det som finnes i naturen, "sa Quintana." Ved å konstruere probiotika, målet vårt er å skape mer personlig, lokaliserte og sterkt kontrollerte medisiner for behandling av tarmsykdommer og videre. "

• Bindevevsprotein fremmer immunrespons som bekjemper bakterielle infeksjoner
• Kan antivirale avledninger av mikroalger bekjempe SARS-CoV-2 og andre virus?