211service.com
Biotechnologické bakterie mohou pomoci diabetikům
Přátelské střevní mikroby, které byly vyvinuty tak, aby vytvořily specifický protein, mohou pomoci regulovat hladinu cukru v krvi u diabetických myší, podle předběžného výzkumu prezentovaného minulý týden na Americká chemická společnost konference ve Washingtonu, D.C. Zatímco výzkum je stále ve velmi raných fázích, mikroby, které by mohly být pěstovány v jogurtu, by jednoho dne mohly poskytnout alternativní léčbu pro lidi s cukrovkou.
Technické jedlé bakterie: Vědci zkonstruovali přátelské bakterie (tečky ve spodní polovině obrázku), aby produkovaly protein, který spouští střevní epiteliální buňky (nahoře, zvýrazněny modře), aby produkovaly inzulín.
Výzkum představuje nový pohled na probiotika: staré doplňky složené z neškodných bakterií, jako jsou ty, které se nacházejí v jogurtu, které jsou přijímány pro podporu zdraví. Díky rostoucímu porozumění těmto mikrobům se hrstka vědců pokouší je zkonstruovat ke zmírnění konkrétních onemocnění. Koncept použití bakterií k pomoci při provádění (nebo nápravě) lidských poruch je extrémně kreativní a zajímavý, napsal Kelvin lee , chemický inženýr na University of Delaware, v Marylandu, v e-mailu. I když to přímo nevede k řešení otázky diabetu, otevírá to nové cesty myšlení v obecnějším smyslu, říká Lee, který se na výzkumu nepodílel.
Lidé s diabetem 1. typu postrádají schopnost vytvářet inzulín, hormon, který spouští svalové a jaterní buňky, aby vychytávaly glukózu a ukládaly ji pro energii. John March , biochemický inženýr na Cornell University, v Ithace, NY, a jeho spolupracovníci se rozhodli znovu vytvořit tento základní okruh pomocí stávajícího signalizačního systému mezi epiteliálními buňkami, které vystýlají střevo, a miliony zdravých bakterií, které se normálně nacházejí ve střevě. Tyto epiteliální buňky absorbují živiny z potravy, chrání tkáň před škodlivými bakteriemi a naslouchají molekulárním signálům užitečných bakterií. Když už si navzájem signalizují, proč nesignalizovat něco, co chceme? ptá se March.
Vědci vytvořili kmen nepatogenního původu E-coli bakterie, které produkují protein zvaný GLP-1. U zdravých lidí tento protein spouští buňky ve slinivce břišní k produkci inzulínu. V loňském roce March a jeho spolupracovníci ukázali, že upravené bakteriální buňky vylučující protein by mohly spustit lidské střevní buňky v misce k produkci inzulínu v reakci na glukózu. (Zatím není jasné, proč má protein tento účinek.)
V novém výzkumu vědci krmili bakteriemi diabetické myši. Po 80 dnech se myši z diabetu dostaly k normální hladině glukózy v krvi, říká March. Diabetické myši, které nebyly krmeny umělými bakteriemi, měly stále vysokou hladinu cukru v krvi. Stručně řečeno, diabetik by mohl jíst jogurt nebo pít smoothie jako inzulínovou terapii reagující na glukózu, spíše než spoléhat na inzulínové injekce, říká Kristala Jones Prather, biochemická inženýrka z MIT, která se na výzkumu nepodílela.
Vytváření bakterií, které produkují protein, má řadu výhod oproti použití samotného proteinu jako léčby. Bakterie mohou vylučovat správné množství proteinu v reakci na podmínky v hostiteli, říká March. To by v konečném důsledku mohlo minimalizovat potřebu sebemonitorování a umožnit pacientovy vlastní buňky (nebo buňky komenzálního E-coli ), aby v případě potřeby poskytlo odpovídající množství inzulínu, říká Cynthia Collinsová , bioinženýr z Rensselaer Polytechnic Institute, v Troy, NY, který nebyl zapojen do výzkumu.
Produkce bílkovin tam, kde je to potřeba, navíc překonává některé problémy s léky na bázi bílkovin, jejichž výroba může být nákladná a často se během trávení rozkládají. Čištění proteinu a následné překonání střeva je velmi drahé, říká March. Probiotika jsou levná – méně než dolar za dávku. V znevýhodněných podmínkách je bylo možné pěstovat v jogurtu a distribuovat po vesnici.
Vědci ještě nestudovali vnitřnosti zvířat, takže přesně nevědí, jak a kde diabetické myši produkují inzulín. Dosud také není jasné, zda léčba, která pravděpodobně spouští střevní buňky k produkci inzulínu, má nějaké škodlivé účinky, jako je nadprodukce hormonu nebo možná inhibice normální funkce epiteliálních buněk. Zdá se, že myši mají v tomto okamžiku normální hladinu glukózy v krvi a jejich hmotnost je normální, říká March. Kdyby přestali jíst, měli bychom obavy.
Březnové mikroby jsou jedním z řady nových kmenů vyvíjených k léčbě nemocí, včetně bakterií určených k boji proti dutinám, produkci vitamínů a léčbě intolerance laktózy. Marchova skupina také vytváří napětí E-coli určené k prevenci cholery. Prevence cholery musí být něco levného a snadného a snadno přenosného z vesnice do vesnice, tak proč nepoužít něco, co lze smíchat s jídlem a pěstovat zdarma? říká březen.
Práce je však stále v rané fázi; použití živých organismů jako terapií bude pravděpodobně představovat jedinečné výzvy. Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zjistilo, jak dlouho mohou tyto bakterie přetrvávat ve střevě, a také to, zda má změna střevní flóry škodlivé účinky, říká Prather z MIT.
Nedávný výzkum navíc ukazuje, že různí lidé mají různé druhy kolonií střevních bakterií a není jasné, jak by tyto variace mohly ovlivnit bakteriální léčbu. To může být obzvláště náročné, pokud jde o stanovení vhodné dávky terapeutického mikroba, říká Collins z Rensselaer. Velikost populace terapeutických bakterií a jak dlouho přetrvává bude pravděpodobně záviset na mikrobech ve střevě jedince.