Forskare utvecklar konstruerad jäst probiotika för behandling av inflammatorisk tarmsjukdom

Världen av mikrober som lever i människans tarm kan ha långtgående effekter på människors hälsa. Flera sjukdomar, inklusive inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), är bundna till balansen mellan dessa mikrober, tyder på att återställa rätt balans kan hjälpa till att behandla sjukdomar. Många probiotika - levande jäst eller bakterier - som för närvarande finns på marknaden har optimerats genom evolution i samband med en frisk tarm. Dock, för att behandla komplexa sjukdomar som IBD, ett probiotikum skulle behöva tjäna många funktioner, inklusive en förmåga att stänga av inflammation, vänd skada och återställ tarmmikrobiomet.

Med tanke på alla dessa behov, forskare från Brigham och Women's Hospital har utvecklat ett "designer" probiotikum - en genomtänkt konstruerad jäst som kan framkalla flera effekter för behandling av IBD. Prekliniska resultat från deras arbete publiceras i Naturmedicin .

Vi har tagit jäst-just jästen som används för att göra öl-och vi har gett den förmågan att känna av inflammation och utsöndra en antiinflammatorisk molekyl. Vi kallar den här nya plattformen för 'Y-bots' (jästrobotar) och ser potentialen här för att utveckla läkemedel som kan behandla sjukdomar i tarmvävnaden och mer. "

Francisco Quintana, Doktorsexamen, motsvarande författare, forskare, Ann Romney Center för neurologiska sjukdomar, Brigham och kvinnosjukhuset

Tidigare forskning från Quintana -labbet har hjälpt till att belysa sambandet mellan tarmen och sjukdomar som påverkar hjärnan, föreslår potentiella applikationer för konstruktion av probiotika bortom IBD.

Quintana och kollegor utvecklade sitt probiotiska med Saccharomyces cerevisiae, en jästart som används vid vinframställning, bakning och bryggning. Med hjälp av genredigerings -tekniken CRISPR/Cas9, forskarna introducerade genetiska element som kan känna av inflammation och svara på det genom att utsöndra ett enzym som kan bryta ner en nyckelmolekyl som är involverad i inflammation. Den konstruerade jästen kan utsöndra olika nivåer av enzym, beroende på hur mycket av den inflammatoriska signalen som finns på en plats i tarmen. Detta innebär att probiotikumet kan ha ett mycket lokaliserat svar på inflammation. Hos möss, den konstruerade jästen lyckades undertrycka tarminflammation, minskad fibros och återställde ett balanserat tarmmikrobiom.

För att få denna nya terapeutiska plattform att gälla IBD och andra sjukdomar hos människor, Quintana och kollegor kommer att behöva genomföra säkerhetsstudier. De planerar också att förfina och testa den konstruerade jästen för att se om de kan påskynda reparation av vävnader. Utöver IBD, teamet planerar att undersöka användningen av konstruerade probiotika för behandling av en vanlig bieffekt av immunterapi mot cancer, kolit.

"Vi vill använda verktygen för syntetisk biologi för att konstruera vad som finns i naturen, "sa Quintana." Genom att konstruera probiotika, vårt mål är att skapa mer personlig, lokaliserade och mycket kontrollerade läkemedel för behandling av tarmsjukdomar och därefter. "

• Bindvävnadsprotein främjar immunsvar som bekämpar bakteriella infektioner
• Kan antivirala läkemedel som härrör från mikroalger bekämpa SARS-CoV-2 och andra virus?