Studier finner ut hvordan man best dyrker tarmmikrober for å forbedre menneskers helse

En ung forsker ved University of Virginia School of Medicine har mottatt et prestisjetungt stipend for å bestemme hvordan man best kan dyrke tarmmikrober for å bekjempe sykdom og forbedre menneskers helse. Det arbeidet kan føre til en ny industri av mikrobryggerier, "tror han og hans kolleger.

Forsker Greg Medlock fikk nettopp sin doktorgrad fra UVA, men han har allerede fått et svært konkurransedyktig tilskudd fra Grand Challenges Explorations, et initiativ fra Bill &Melinda Gates Foundation. $ 100, 000 i frøfinansiering vil la ham identifisere hvordan han kan optimalisere produksjonen av 10 forskjellige tarmmikrober slik at de kan skreddersys for å bekjempe sykdom. Funn ved UVA alene har knyttet tarmhelse til autisme, kreft og depresjon, og det er bare toppen av isfjellet.

Det første målet er å vokse hver av tarmmikrober på tvers av mange forskjellige forhold og prøve å identifisere forbindelsene de produserer og forbruker. Det andre målet er å bruke disse forholdene [mellom det de] bruker og produserer til å sette dem sammen i samme kultur, slik at de deler ressurser effektivt. ... når mikrober deler ressursene, du får mer igjen for pengene. "

Greg Medlock, Forsker, University of Virginia School of Medicine

En datingapp for Gut Bugs

For å dyrke tarmbugs i bulk, Medlock må på en stor måte legge til rette for ressursdeling. Målet er å finne de riktige sammenkoblingene, slik at ingenting går til spille. Hva en feil lager, en annen bruker.

For å bestemme den ideelle tilstanden, Medlock vil utvikle en kompleks datamaskinalgoritme som inneholder et enormt antall variabler. Han vil bruke avanserte matematiske metoder som var kjernen i treningen hans med Jason Papin, PhD, ved UVAs avdeling for biomedisinsk ingeniørfag. (Papin oppfordret Medlock til å søke om finansiering fra Gates Foundation, også.)

Ved å finne de riktige miksene av bakterier, Medlock vil kunne sikre at alle mikrober vokser med maksimal hastighet og effektivitet. "Når vi snakker om algoritmer for matchende organismer som er kompatible, du kan tenke på algoritmer som brukes til å matche mennesker for dating, "sa forsker Sean Moore, MD, en pediatrisk gastroenterolog ved UVA Children's Hospital hvis laboratorium Medlock nå jobber i. "Vi bruker den slags matematikk eller beregning, og det går ut på å finne ut om mikrober kommer til å være kompatible."

En ny industri for å forbedre helsen

Når forskerne kan vokse insektene i mengde, forskere vil kunne bruke dem til å lage tilpassede blandinger til fordel for pasienter. En lege, for eksempel, kan foreskrive en bestemt oppskrift for å forbedre tarmhelsen din, for å bekjempe sykdom eller til og med forbedre mental helse. Masseproduksjon av probiotika kan være spesielt verdifull i utviklingsland, for å bekjempe diaré og underernæring - en sentral bekymring for Gates Foundation. Forskere er enormt begeistret for mulighetene.

Som sådan, Medlock ser på arbeidet sitt som å legge et viktig grunnlag for fremtiden. "De aller tidligste mikrobiombaserte produktene for klinisk bruk kommer akkurat gjennom pipeline nå, "sa han." Men siden vi vet at mikrobiomet er involvert i så mange forskjellige forhold, vi bør ha strategier for å lage dem på forespørsel. Hvis vi senker noen av barrierene, da kan selskaper være raskere med å kommersialisere produkter, og det vil få disse behandlingene til pasientene tidligere. "

• Tarmmikrober kan påvirke forløpet av amyotrofisk lateral sklerose
• Nytt organisk molekyl kan bli et kraftig våpen i kampen mot antibiotikaresistens