211service.com
Mikrober framtagna för att förhindra fetma
Genmanipulerade bakterier kan förhindra möss som erbjuds en diet med hög fetthalt från att äta för mycket. De gynnsamma effekterna av bakterierna varar i cirka fyra till sex veckor, vilket tyder på att de tillfälligt tar bosättning i tarmen.
Forskare utvecklade terapin mot fetma för att testa ett nytt sätt att behandla kroniska sjukdomar. Sean Davis , en farmakolog vid Vanderbilt University, modifierar bakterier som lever i och på kroppen - känd kollektivt som en persons mikrobiom. Förhoppningen är att konstruerade mikrober kan utsöndra läkemedel för att behandla diabetes, högt blodtryck eller andra tillstånd på lång sikt, vilket eliminerar behovet av att komma ihåg att ta ett piller. En annan fördel är att många läkemedel - inklusive den som testats av Vanderbilt-gruppen - inte kan administreras oralt eftersom de inte skulle överleva matsmältningen. Bakterier skulle kunna göra det lättare att administrera sådana läkemedel.
Davies bestämde sig för att demonstrera konceptet inom fetma. Hans grupp arbetar med en stam av E coli som ordineras som ett matsmältningsprobiotikum i Europa. Forskarna konstruerade bakterierna för att producera en aptitdämpande förening som normalt utsöndras av tarmarna som svar på matintag, och som orsakar en full känsla. Vissa människor (och möss) gör inte tillräckligt med föreningen. De äter för mycket för att de inte får en 'full' signal, säger Davies. Andra forskare arbetar på olika sätt att leverera föreningen eller småmolekylära läkemedel med liknande effekter, säger han, bland annat via injektion i buken.
Vanderbilt-forskarna lade till bakterierna i vattnet som gavs till några möss på en diet med hög fetthalt. De behandlade mössen gick upp 15 procent mindre i vikt än de som fick mat med hög fetthalt men fick inte bakterierna. Davis presenterade detaljer om studien i mars vid American Chemical Society vårmöte .
Charles Elson , en gastroenterolog vid University of Alabama Medical School, säger att använda så kallade designerprobiotika för att behandla kroniska sjukdomar är en lovande idé. Men, noterar Elson, det kan vara en enorm utmaning att konstruera terapeutiska bakterier som framgångsrikt kommer att etablera en population i den mänskliga tarmen. De bosatta organismerna i tarmen kommer att bekämpa dem, säger han. Det enda sättet det kommer att fungera på lång sikt är om de konstruerade bakterierna inte har någon konkurrens från den naturliga tarmmikrobiotan.
Det finns också potentiella risker. Att av misstag få i sig aptitdämpande mikrober kan utgöra ett hot mot någon som har ett medicinskt tillstånd.
Davies säger att han arbetar med felsäkra mekanismer före kliniska prövningar. Ett tillvägagångssätt skulle vara att eliminera gener som hjälper E coli bor utanför tarmen. En annan skulle vara att sätta in en genetisk kill switch utlöst av en förening som är ofarlig för mänskliga vävnader såväl som medlemmarna i den naturliga mikrobiomen.
Säkerhetsproblem är inte det enda som saktar ner mikrobiomterapier, säger Andrew Patterson , en toxikolog vid Penn State som studerar bakteriell interaktion i tarmen. Den största utmaningen, säger han, är vår dåliga förståelse för dessa mikrober.
Breda genetiska sekvenseringsinsatser, inklusive de som pågår som en del av National Institutes of Healths 200 miljoner dollar Human Microbiome-projekt, hjälper till att identifiera medlemmarna av friska och sjuka mikrobiomer, men det är bara början. Och det är svårt eftersom de flesta mikrober som lever i och på kroppen inte växer i odling i labbet.
Davies fetmaforskning är en tidig signal om vad som kommer att vara möjligt när vi förstår mikrobiomet bättre, säger Timothy Lu , en syntetisk biolog vid MIT. Att använda mer sofistikerade genteknikverktyg kommer att öppna upp möjligheterna ytterligare, säger han.