211service.com
Biotehnoloģijas baktērijas varētu palīdzēt diabēta slimniekiem
Draudzīgi zarnu mikrobi, kas ir izstrādāti, lai ražotu specifisku proteīnu, var palīdzēt regulēt cukura līmeni asinīs pelēm ar diabētu, liecina provizoriskie pētījumi, kas tika prezentēti pagājušajā nedēļā. Amerikas ķīmijas biedrība konferencē Vašingtonā, D.C. Kamēr pētījumi vēl ir ļoti agrīnā stadijā, mikrobi, ko varētu audzēt jogurtā, kādu dienu varētu nodrošināt alternatīvu ārstēšanu cilvēkiem ar cukura diabētu.
Pārtikas baktēriju izstrāde: Pētnieki izstrādāja draudzīgas baktērijas (punktus attēla apakšējā daļā), lai ražotu proteīnu, kas iedarbina zarnu epitēlija šūnas (augšpusē, iezīmētas zilā krāsā), lai ražotu insulīnu.
Pētījums atspoguļo jaunu pieeju probiotikām: veciem uztura bagātinātājiem, kas sastāv no nekaitīgām baktērijām, piemēram, jogurtā esošajām baktērijām, kuras tiek uzņemtas, lai veicinātu veselību. Pateicoties pieaugošajai izpratnei par šiem mikrobiem, daži zinātnieki cenšas tos izstrādāt, lai atvieglotu konkrētas slimības. Koncepcija par baktēriju izmantošanu, lai palīdzētu veikt (vai labot) cilvēka traucējumus, ir ārkārtīgi radoša un interesanta, rakstīja Kelvins Lī , ķīmijas inženieris Delavēras Universitātē Merilendā, e-pastā. Pat ja tas tieši nenoved pie diabēta jautājuma risinājuma, tas paver jaunas domas iespējas vispārīgākā nozīmē, saka Lī, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Cilvēkiem ar 1. tipa cukura diabētu trūkst spējas ražot insulīnu, hormonu, kas liek muskuļu un aknu šūnām uzņemt glikozi un uzglabāt to enerģijai. Džons Mārts , bioķīmiskais inženieris Kornela Universitātē Ithakā, NY, un viņa līdzstrādnieki nolēma no jauna izveidot šo būtisko ķēdi, izmantojot esošo signalizācijas sistēmu starp epitēlija šūnām, kas pārklāj zarnas, un miljoniem veselīgu baktēriju, kas parasti atrodas zarnās. Šīs epitēlija šūnas absorbē barības vielas no pārtikas, aizsargā audus no kaitīgām baktērijām un klausās noderīgo baktēriju molekulāros signālus. Ja viņi jau signalizē viens otram, kāpēc gan nepaziņot par kaut ko, ko mēs vēlamies? jautā Marts.
Pētnieki izveidoja nepatogēnu celmu E. coli baktērijas, kas ražo proteīnu, ko sauc par GLP-1. Veseliem cilvēkiem šis proteīns izraisa aizkuņģa dziedzera šūnas, lai ražotu insulīnu. Pagājušajā gadā Marts un viņa līdzstrādnieki parādīja, ka konstruētas baktēriju šūnas, kas izdala proteīnu, var izraisīt cilvēka zarnu šūnas, kas traukā ražo insulīnu, reaģējot uz glikozi. (Vēl nav skaidrs, kāpēc proteīnam ir šāda ietekme.)
Jaunajā pētījumā pētnieki baroja baktērijas diabēta pelēm. Pēc 80 dienām pelēm no cukura diabēta kļuva normāls glikozes līmenis asinīs, saka March. Diabēta pelēm, kuras netika barotas ar mākslīgajām baktērijām, joprojām bija augsts cukura līmenis asinīs. Īsāk sakot, solījums ir tāds, ka diabēta slimnieks varētu ēst jogurtu vai dzert smūtiju kā insulīna terapiju, kas reaģē uz glikozi, nevis paļauties uz insulīna injekcijām, saka Kristala Džonsa Pratere, MIT bioķīmiskā inženiere, kura nebija iesaistīta pētījumā.
Proteīnu ražojošo baktēriju radīšanai ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar paša proteīna izmantošanu kā ārstēšanu. Marts saka, ka baktērijas var izdalīt tikai pareizo proteīna daudzumu, reaģējot uz apstākļiem saimniekā. Tas galu galā varētu samazināt vajadzību pēc paškontroles un ļaut pacienta šūnām (vai kommensāla šūnām E. coli ), lai vajadzības gadījumā nodrošinātu atbilstošu insulīna daudzumu, saka Sintija Kolinsa , Rensselaer Politehniskā institūta bioinženieris Trojā, Ņujorkā, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Turklāt, ražojot olbaltumvielas, kur tas ir nepieciešams, tiek atrisinātas dažas problēmas ar proteīnu saturošām zālēm, kuru ražošana var būt dārga un bieži sadalās gremošanas laikā. Marts saka, ka olbaltumvielu attīrīšana un pēc tam zarnu trakta izvadīšana ir ļoti dārga. Probiotikas ir lētas — mazāk par dolāru par devu. Nelabvēlīgos apstākļos tos var kultivēt jogurtā un izplatīt pa ciematu.
Pētnieki vēl nav pētījuši dzīvnieku zarnas, tāpēc viņi precīzi nezina, kā un kur diabēta peles ražo insulīnu. Pagaidām arī nav skaidrs, vai ārstēšanai, kas, iespējams, liek zarnu šūnām ražot insulīnu, ir kāda kaitīga ietekme, piemēram, hormona pārprodukcija vai, iespējams, epitēlija šūnu normālas darbības kavēšana. Šķiet, ka pelēm šajā brīdī ir normāls glikozes līmenis asinīs, un to svars ir normāls, saka March. Ja viņi pārtrauktu ēst, mēs būtu noraizējušies.
Marta mikrobi ir viens no vairākiem jaunajiem celmiem, kas tiek izstrādāti slimību ārstēšanai, tostarp baktērijām, kas paredzētas, lai cīnītos pret dobumiem, ražotu vitamīnus un ārstētu laktozes nepanesamību. Marta grupa arī izstrādā celmu E. coli paredzēts holēras profilaksei. Holēras profilaksei ir jābūt kaut kam lētam un vieglam, un tas ir viegli pārnēsājams no ciema uz ciemu, tad kāpēc gan neizmantot kaut ko tādu, ko var sajaukt ar pārtiku un audzēt bez maksas? saka Marts.
Tomēr darbs joprojām ir sākuma stadijā; dzīvo organismu izmantošana kā terapija, visticamāk, radīs unikālas problēmas. Ir vajadzīgi vairāk pētījumu, lai noteiktu, cik ilgi šīs baktērijas var saglabāties zarnās, kā arī to, vai zarnu floras maiņai ir kaitīga ietekme, saka MIT Prather.
Turklāt jaunākie pētījumi liecina, ka dažādiem cilvēkiem ir dažāda veida zarnu baktēriju kolonijas, un nav skaidrs, kā šīs variācijas varētu ietekmēt baktēriju ārstēšanu. Tas var būt īpaši sarežģīti, nosakot piemērotu terapeitiskā mikroba devu, saka Kolinss no Rensselaer. Terapeitisko baktēriju populācijas lielums un tā saglabāšanās ilgums, iespējams, būs atkarīgs no mikrobiem indivīda zarnās.