DarmbacteriŽn die Ďpratení met menselijke cellen kunnen leiden tot nieuwe behandelingen

ROCKEFELLER UNIVERSITY

We hebben een symbiotische relatie met de triljoenen bacteriŽn die in ons lichaam leven - zij helpen ons, wij helpen hen. Het blijkt dat ze zelfs dezelfde taal spreken. Een nieuw onderzoek van de Rockefeller University en de Icahn School of Medicine op Mt. Sinai suggereert dat deze nieuw ontdekte raakvlakken de deur kunnen openen naar een "gemanipuleerde" darmflora die therapeutisch gunstige effecten op ziektes kunnen hebben.

"We noemen het mimicry," zegt Sean Brady, directeur van Rockefeller University's Laboratory of Genetically Encoded Small Molecules, waar het onderzoek werd uitgevoerd. De doorbraak is beschreven in een papier dat deze week in het tijdschrift Nature wordt gepubliceerd.

Brady en co-onderzoeker Louis Cohen constateerden dat bacteriŽn en menselijke cellen, hoewel ze op vele manieren verschillend zijn, in principe dezelfde chemische taal spreken, gebaseerd op moleculen die liganden genoemd worden. Op basis daarvan ontwikkelden zij een methode waarbij bacteriŽn genetische gemanipuleerd worden om moleculen te produceren die het potentieel hebben om bepaalde stoornissen te behandelen doordat ze het menselijke metabolisme veranderen. Door hun systeem te testen op muizen leidde dit, bij de dieren, door invoering van gemodificeerde darmbacteriŽn tot verminderde bloedglucosespiegels en andere metabolische veranderingen.

Moleculaire nabootsing

De werkwijze omvat de lock-and-key relatie van liganden, die binden zich aan receptoren op de membranen van menselijke cellen om specifieke biologische effecten te produceren. In dit geval bootsen de bacterie afgeleide moleculen menselijke liganden na, die zich binden aan een klasse van receptoren bekend als GPCR's, G-eiwit gekoppelde receptoren.

Veel van de GPCR's zijn betrokken bij metabolische ziekten, zegt Brady, en zijn de meest voorkomende doelen van de medicijnen therapie. En ze zijn gunstig aanwezig in het maagdarmkanaal, waar ook de darmbacteriŽn worden gevonden. "Als je met bacteriŽn gaat praten," zegt Brady, ďdan is dat de juiste plek.Ē (DarmbacteriŽn maken deel uit van de microbiome, de grotere gemeenschap van microben die in en op het menselijk lichaam bestaan.)

Cohen en Brady hebben in hun werk darmbacteriŽn ontwikkeld om specifieke liganden, N-acylamiden, te produceren die zich binden met een specifieke menselijke receptor, GPR 119, waarvan bekend is dat die betrokken is bij de regulering van glucose en de eetlust en waarvan eerder bekend was dat het een therapeutisch doel is bij de behandeling van diabetes en obesitas. De bacteriŽle liganden die ze hebben gecreŽerd, bleken bijna structureel identiek te zijn aan de menselijke liganden, zegt Cohen, een assistent professor in gastro-enterologie van de Icahn School of Medicine op Mt. SinaÔ.

Manipulatie van het systeem

Onder de voordelen van het werken met bacteriŽn, zegt Cohen, die vijf jaar in Brady's laboratorium doorbracht als medewerker van het Rockefeller's Clinical Scholars Program, is dat hun genen gemakkelijker te manipuleren zijn dan menselijke genen en er is al veel meer bekend over hen. ďAl de genen voor alle bacteriŽn in ons zijn op een bepaald moment gesequenced', zegt hij.

In eerdere projecten hebben onderzoekers in Brady's laboratorium microbes uit aarde gewonnen op zoek naar natuurlijk voorkomende therapeutische middelen. In dit geval begon Cohen met menselijke ontlastingsmonsters in zijn jacht naar darmbacteriŽn waarvan hij het DNA kon manipuleren. Toen hij ze gevonden had, kloonde hij hen en verpakte ze in E. coli bacteriŽn, die gemakkelijk te kweken zijn. Hij kon dan zien welke moleculen door de gecreŽerde E. coli-stammen gemaakt werden.

Brady zegt dat hoewel ze het product zijn van niet-menselijke micro-organismen, het een vergissing is te denken dat de gecreŽerde bacteriŽle liganden vreemd / uitheems zijn. In de afgelopen 20 jaar is er op dit gebied een grote verandering van gedachten gekomen over het feit dat onze relatie met deze bacteriŽn niet antagonistisch is,Ē zegt hij. "Ze maken deel uit van onze fysiologie. Wat we doen is dat we het inheemse systeem aanboren en het manipuleren tot ons voordeel.Ē

ďWe hopen dat dit een eerste stap is naar een groter, functioneel onderzoek om te zien wat uit microben verkregen molecules kunnen doen,Ē zegt Brady. Zijn plan is om systematisch uit te breiden en de chemie te definiŽren die door de bacteriŽn in onze ingewanden wordt gebruikt om met ons te communiceren. Onze buiken blijken vol belofte te zijn.

Vertaling: Lia Keizer


Naar het overige nieuws en artikelen van vandaag


Omega 3 algen

Multivitamine

Spirulina

Probiotica