Bewijs voor behandeling van zeldzame ziekten
Inhoudsopgave:
Een pil met miljoenen bacteriën die klaarstaan om je darmen te koloniseren, kan voor velen een nachtmerrie zijn. Maar het kan een effectief nieuw hulpmiddel worden om ziekten te bestrijden.
In veel erfelijke genetische ziekten betekent een gemuteerd gen dat een persoon geen vitale stof kan maken die noodzakelijk is voor hun lichaam om te groeien, zich te ontwikkelen of te functioneren. Soms kan dit worden opgelost met een synthetische substituut - een pil - die ze dagelijks kunnen nemen om te vervangen wat hun lichaam op een natuurlijke manier had moeten maken. Mensen met een zeldzame genetische aandoening, fenylketonurie (PKU) genaamd, missen een enzym dat essentieel is voor het afbreken van eiwitten. Zonder dit kunnen zich giftige chemicaliën in het bloed opbouwen en permanente hersenbeschadiging veroorzaken.
Zie ook: "Nightmare Bacteria": wat u moet weten over antibiotica-resistente kiemen
Gelukkig is de oplossing eenvoudig. Artsen behandelen de ziekte door hun patiënten de rest van hun leven op een superlage eiwitrijk dieet te zetten. Inderdaad, omdat de oplossing zo eenvoudig was, was PKU de eerste aandoening waarbij pasgeboren baby's routinematig werden gescreend, te beginnen in 1961, door een druppel bloed te analyseren die was verzameld uit een lul op de hiel van de baby.
Maar stel je voor hoe uitdagend het kan zijn om alles wat je eet gedurende je hele leven te meten. Om PKU te genezen, onderzoeken onderzoekers momenteel nieuwe behandelingsstrategieën. Een ervan houdt in dat je gen-editing tools gebruikt om genetische mutaties te corrigeren. De huidige technologie is echter nog steeds riskant; er is een kans om andere genen te verstoren en collaterale schade aan patiënten te veroorzaken.
Wat als het gebroken gen kon worden vervangen zonder het genoom van de patiënt te beïnvloeden? Dat is precies wat onderzoekers van het in Cambridge, Massachusetts gevestigde biotechbedrijf Synlogic hebben gedaan. Ze besloten dat ze liever dan zich rechtstreeks te bemoeien met het menselijk genoom, de therapeutische genen direct zouden introduceren in de van nature voorkomende bacteriën die zich in de menselijke darm bevinden. Deze genetisch gemodificeerde bacteriën zouden dan de enzymen produceren die PKU-patiënten misten en de eiwitten afsplitsen in niet-toxische producten.
Ik ben een postdoctoraal onderzoeker bij UCSD die onderzoek doet naar de gemeenschap van microben die in ons lichaam leven en hoe deze onze gezondheid beïnvloeden. Nu beginnen we de rol te begrijpen die ze spelen en ons gezond te houden. De volgende stap is uitzoeken hoe we ze kunnen veranderen om onze gezondheid te verbeteren. En de studie van Synlogic brengt die droom een stap dichterbij.
Engineeringbacteriën leven in onze onderbuik
Het zal je misschien verbazen te horen dat onze darmen worden bewoond door biljoenen bacteriën die ons helpen voedsel te verteren, vitamines voor ons te produceren en ons immuunsysteem te voeden. Deze gemeenschap van microben is ons microbioom. Samen herbergen ze miljoenen verschillende genen in hun genoom, meer dan onze menselijke genen 150 op 1, en we kunnen ze in ons eigen voordeel gebruiken.
Escherichia coli Nissle 1917 is een van die microben die in de meesten van ons leeft en al meer dan een eeuw lang als probioticum wordt gebruikt, wat de veiligheid ervan aantoont.
Dit is de bacterie die Synlogic koos om te engineeren om een nieuwe therapeutische "superbacterie" te creëren, genaamd SYNB1618 voor PKU-patiënten.
De onderzoekers introduceerden drie genen die SYNB1618 in staat stellen om een van de bouwstenen van eiwitten, een aminozuur genaamd fenylalanine, te transformeren in de veilige verbinding, fenylpyruvaat. Zolang de niveaus van fenylalanine laag blijven, vertonen PKU-patiënten geen symptomen en leven ze een normaal leven.
Zijn GM-bacteriën veilig?
Tegenstanders van genetisch gemodificeerde organismen kunnen bezwaar maken tegen het toevoegen van designer microben aan onze ingewanden. Maar net als bij genetisch gemanipuleerde voedingsmiddelen zijn er strenge FDA-voorschriften die ervoor zorgen dat deze microben veilig zijn.
In het geval van SYNB1618 schrapten de onderzoekers een gen dat verantwoordelijk is voor de productie van een essentieel ingrediënt voor de opbouw van de bacterie. Als de onderzoekers niet het ontbrekende ingrediënt leveren voor de kunstmatige bacteriën, kunnen ze niet repliceren en zullen ze sterven. Het is een manier voor onderzoekers om de SYNB1618 in het lichaam van een patiënt te controleren.
Toen ze de microben bij muizen testten, ontdekten ze dat na 48 uur zonder het cruciale ingrediënt, de SYNB1618 uit hun lijf was verdwenen.
De onderzoekers van Synlogic hebben ook andere voorzorgsmaatregelen genomen bij het manipuleren van SYNB1618 en het kiezen van welke microben moeten worden gebruikt voor therapie. Anders dan de genen die zijn toegevoegd om fenylalanine te verwerken, bevat de gemanipuleerde bacterie exact dezelfde genen als het origineel E coli Nissle 1917, afkomstig uit het darmkanaal, en die de veiligheid ervan waarborgt.
Werkt het echt?
Toen de onderzoekers eenmaal bewezen hadden dat de bacteriën het fenylalanine in het lab konden omzetten, besloten ze om de bacteriën aan muizen toe te dienen met PKU. De resultaten toonden aan dat SYNB1618 gedegradeerd fenylalanine circuleerde in de darm van de dieren, waardoor de niveaus in het bloed van de behandelde muizen verlaagden.
Zie ook: Onderzoek suggereert dat probiotische bacteriën en superbacteriën elektriciteit kunnen produceren
Vervolgens, tijdens de voorbereiding op testen bij mensen, testten onderzoekers de SYNB1618 op apen om de veiligheid en werkzaamheid bij mensen te garanderen. Gezonde apen zonder PKU kregen fenylalanine toegediend en kregen nadien een dosis microben toegediend. De SYNB1618-bacterie verminderde met succes de fenylalanine-bloedspiegels - net als bij de muis.
Synlogic test momenteel SYNB1618 bij mensen in een fase 1 klinische studie.
Dit is een stap in de richting van een nieuwe therapeutische benadering die een groot potentieel biedt voor de behandeling van menselijke ziekten zoals diabetes en kanker en voor het bewaken van ontstekingsniveaus bij inflammatoire darmaandoeningen.
Als we de rol van alle microben die ons lichaam bevolken ontdekken en begrijpen, verwacht ik dat we microben zullen identificeren die de perfecte voertuigen kunnen zijn voor het dragen van verschillende gentherapieën die zelfs nog meer ziekten behandelen, waaronder die met metabolisme en het centrale zenuwstelsel.
Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op De conversatie door Pedro Belda Ferre. Lees hier het originele artikel.
Hoe Plastics verrassend kan helpen bij het bestrijden van klimaatverandering
Niet alle bio-polymeren zijn gelijk gemaakt. Naarmate het aantal toepassingen voor polymeer toeneemt, neemt ook de vraag naar kunststoffen toe. Overschakelen van op aardolie gebaseerde polymeren naar polymeren die biologisch zijn gebaseerd, zou de koolstofemissies kunnen verminderen, maar ze fungeren ook als een koolstofput. Er is echter een alternatief dat veel van ...
Gruwelijke religieuze praktijk gekoppeld aan verspreiding van zeldzame ziekten, waarschuwt CDC
Zelfkastijding doet denken aan monniken in middeleeuwse manuscripten, maar de praktijk gebeurt vandaag nog steeds. Een door de CDC gerecenseerde casestudy suggereert dat de grimmige religieuze praktijk bijdraagt aan de verspreiding van een zeldzaam, mogelijk gevaarlijk door bloed overgedragen virus. Tien mannen in het Verenigd Koninkrijk hebben via de praktijk HTLV-1 gecontracteerd.
Hoe weet je of je iemand leuk vindt: 15 rare, onwaarschijnlijke tekenen
Reken er niet alleen op dat de vlinders je vertellen of je iemand leuk vindt! Bekijk deze onwaarschijnlijke tekenen om je te helpen onderscheiden hoe je weet of je iemand leuk vindt.