211service.com
Genetisch gemanipuleerde probiotica
De publieke belangstelling voor probiotica neemt toe, als de overvloed aan advertenties voor probiotische yoghurt - die met toegevoegde doses nuttige bacteriën - enig bewijs is. Wetenschappers brengen deze traditionele therapie naar de 21e eeuw door de microben genetisch te manipuleren om hun effect op het immuunsysteem te versterken. Ze hopen dat de nieuwe insecten uiteindelijk zullen helpen bij de behandeling van inflammatoire darmziekten zoals de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa, evenals andere aandoeningen die het gevolg zijn van een overactief immuunsysteem.
Bacteriële voordelen: De onderste dia toont verminderde ontsteking in de dikke darm van een muis die is behandeld met genetisch gemanipuleerde bacteriën. De bovenste afbeelding toont de dikke darm van een onbehandeld dier en de middelste afbeelding toont die van een dier dat is behandeld met ongewijzigde bacteriën.
In onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , hebben wetenschappers een gen uit de bacterie verwijderd Lactobacillus acidophilus, die vaak wordt aangetroffen in yoghurt. Mansour Mohamadzadeh , universitair hoofddocent geneeskunde aan de Northwestern University, en medewerkers hadden eerder aangetoond dat het enzym dat dit gen produceert de ontsteking verhoogt, een bepalend kenmerk van de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa. Maar de ongewijzigde vorm van de bacterie veroorzaakte ook de productie van een gunstig immuunmolecuul, IL-10m, dat helpt bij het reguleren van het immuunsysteem. Het doel van de engineering van de microben was om de gunstige effecten te leveren zonder de schadelijke.
Wanneer ze werden gevoerd aan muizen met colitis en ontsteking van de dikke darm, voorkwamen de gemanipuleerde bacteriën het gewichtsverlies en de bloederige diarree die typisch met deze aandoening gepaard gaan. Bovendien hadden de behandelde muizen 90 procent minder ontsteking in hun dikke darmweefsel dan hun onbehandelde tegenhangers.
Hoewel probiotische voedingsmiddelen en supplementen een enorme industrie zijn, is het onduidelijk of ze daadwerkelijk helpen bij de behandeling van de meeste gastro-intestinale aandoeningen. Het vandaag gepubliceerde onderzoek maakt deel uit van een trend in de microbiologie om de effecten van probiotica en de onderliggende mechanismen tot in detail te onderzoeken.
Het concept [van probiotica] is prachtig, maar het bewijs van hun [effectiviteit] is vrij beperkt, zegt Balfour Sartor, mededirecteur van het Center for Gastrointestinal Biology and Disease aan de Universiteit van North Carolina, die niet betrokken was bij de nieuwe studie. Omdat probiotica worden beschouwd als een voedingsmiddel en niet als een medicijn, worden ze niet gereguleerd door de Amerikaanse Food and Drug Administration en vereisen ze daarom niet de grote klinische tests die medicijnen doen.
Inflammatoire darmziekte is een van de belangrijkste interessegebieden voor probiotische behandeling, maar er is echt weinig direct bewijs dat probiotica effectief zijn bij de behandeling of preventie van de ziekte van Crohn, zegt Sartor. Sommige onderzoeken suggereren dat twee verschillende probiotische formuleringen kunnen helpen herhaling van colitis ulcerosa te voorkomen, zegt hij. Maar dat zijn slechts twee van de duizenden formuleringen.
Wetenschappers weten nog steeds niet precies hoe probiotische bacteriën het maagdarmstelsel beïnvloeden, maar eerder onderzoek suggereert verschillende mogelijke mechanismen. Gunstige bacteriën kunnen tijdelijk de verhouding tussen goede en slechte bacteriën in de darm veranderen, of ze kunnen specifiek de activiteit van slechte bacteriën blokkeren. En probiotica lijken het immuunsysteem te beïnvloeden, beschermende immuuncellen te stimuleren of schadelijke activiteiten van immuuncellen te blokkeren, zegt Sartor.
Het team van Mohamadzadeh is gericht op de activiteit van immuuncellen. Onderzoekers keken in detail naar de moleculaire effecten van de gemanipuleerde bacteriën en ontdekten dat de productie van regulerende immuuncellen, in plaats van inflammatoire immuuncellen, was verbeterd. Wanneer we muizen behandelen met de nieuwe stam, zien we meer accumulatie en generatie van cellen die regulerende eiwitten produceren, die regulerende T-cellen lokken en genereren, zegt Mohamadzadeh. De regulerende T-cellen, een soort immuuncel, gaan de effecten tegen van schadelijke immuuncellen die de cellen aan de binnenkant van de darm aanvallen, zegt hij.
Hoewel het onderzoek veelbelovend is, waarschuwt Sartor dat het een enorme sprong is tussen diermodellen en ziekte. Probiotische behandelingen hebben niet altijd dezelfde effecten bij mensen als bij dieren, en er is een groot verschil in het tonen van bescherming in diermodellen [door de dieren te behandelen voordat symptomen optreden] versus het behandelen van aanhoudende ziekten bij de mens.
Mohamadzadeh zegt dat hij, voordat hij met klinische tests begint, van plan is de rol van meer soorten oppervlakte-eiwitten in de gemanipuleerde bacteriën te bestuderen, om te bepalen welke nuttig en welke schadelijk zijn. Als wetenschappers de moleculen kunnen identificeren die de bacteriën maken die helpen bij het reguleren van het immuunsysteem, kunnen ze misschien medicijnen ontwikkelen die een soortgelijk effect hebben. (Het is gemakkelijker om chemische verbindingen aan te passen en gecontroleerde doses te geven dan levende bacteriën, die zich onvoorspelbaar kunnen gedragen als ze eenmaal zijn ingenomen.)
Het team van Mohamadzadeh onderzoekt ook gemanipuleerde probiotica als behandeling voor darmkanker. In voorlopige studies bij muizen die waren ontworpen om darmkanker na te bootsen, verminderde behandeling met de gemodificeerde bacteriën het aantal poliepen dat de dieren ontwikkelden met 90 procent. We observeerden gemiddeld slechts drie kleine poliepen bij behandelde muizen, vergeleken met ongeveer 35 tot 50, zegt hij.
Hij voegt eraan toe dat het vermogen van de bacterie om ontstekingen te verminderen niet beperkt is tot de darmen; de regulerende cellen migreren door het lichaam. Dat betekent dat de microben mogelijk ook kunnen helpen bij de behandeling van andere ziekten die verband houden met ontstekingen, zoals reumatoïde artritis en psoriasis.