Nieuwe therapieën kunnen in de toekomst voedselallergieën en ontstekingsziekten tegengaan

Nieuwe therapieën kunnen in de toekomst voedselallergieën en ontstekingsziekten tegengaan

Hoewel veel mensen met voedselallergieën milde symptomen ervaren bij blootstelling aan triggerfood, ervaren sommigen mogelijk fatale gevolgen. Een bacteriële verbinding genaamd butyraat, gemaakt door gezonde microbiomen, is veelbelovend gebleken in laboratoriumtests tegen allergische reacties, maar het is onaangenaam om oraal in te nemen. Tegenwoordig beschrijven wetenschappers een smakelijkere manier om deze verbinding af te geven en rapporteren ze dat de ‘polymere micellen’ effectief zijn tegen pinda-allergieën bij muizen. De behandeling zou op een dag vele soorten voedselallergieën en ontstekingsziekten kunnen tegengaan.

De onderzoekers zullen hun resultaten presenteren tijdens de najaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2022 is een hybride bijeenkomst die virtueel en persoonlijk wordt gehouden van 21 tot en met 25 augustus, met on-demand toegang van 26 augustus tot en met 25 september. 9. De bijeenkomst biedt bijna 11.000 presentaties over een breed scala aan wetenschappelijke onderwerpen.

Sommige bacteriën in het darmmicrobioom produceren metabolieten zoals butyraat, die de groei van nuttige bacteriën bevorderen en de darmwand in stand houden. Als het microbioom van een persoon ongezond is en deze butyraatproducerende bacteriën ontbreken, kunnen fragmenten van gedeeltelijk verteerd voedsel uit de darmen lekken en een immuunreactie veroorzaken die tot een allergische reactie leidt.

Eén manier om mensen met een allergie te behandelen zou zijn om ze de ontbrekende insecten oraal of met een fecale transplantatie te geven, maar dat heeft in de kliniek niet goed gewerkt, volgens Jeffrey Hubbell, Ph.D., een van de hoofdonderzoekers (PI's) van het project. “Dus we dachten: waarom leveren we niet gewoon de metabolieten – zoals butyraat – die een gezond microbioom produceert?”

Maar butyraat heeft een heel slechte geur, zoals hondenpoep en ranzige boter, en het smaakt ook slecht, dus mensen zouden het niet willen doorslikken."

Shijie Cao, Ph.D., Universiteit van Chicago

Shijie Cao, Ph.D. presenteert de resultaten tijdens de teambijeenkomst aan de Universiteit van Chicago.

En zelfs als mensen het zouden kunnen verstikken, zou butyraat worden verteerd voordat het zijn bestemming in de lagere darm zou bereiken.

Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, ontwikkelden onderzoekers, waaronder co-PI Cathryn Nagler, Ph.D., en Ruyi Wang, Ph.D., een nieuw toedieningssysteem. Ze polymeriseerden butanoyloxyethylmethacrylamide; die een butyraatgroep als zijketen heeft -; met methacrylzuur of hydroxypropylmethacrylamide. De resulterende polymeren assembleerden zichzelf tot aggregaten, of polymere micellen, die de butyraatzijketens in hun kern stopten en de vieze geur en smaak van de verbinding maskeerden.

De onderzoekers dienden deze micellen toe aan het spijsverteringsstelsel van muizen die geen gezonde darmbacteriën of een goed functionerende darmwand hadden. Nadat spijsverteringssappen het butyraat in de lagere darm hadden afgegeven, werden de inerte polymeren via de ontlasting uitgescheiden. De behandeling herstelde de beschermende barrière en het microbioom van de darmen, deels door de productie van peptiden die schadelijke bacteriën doden te verhogen, waardoor ruimte werd gemaakt voor butyraatproducerende bacteriën.

Het belangrijkste was dat het toedienen van de micellen aan allergische muizen een levensbedreigende anafylactische reactie bij blootstelling aan pinda's voorkwam. “Dit type therapie is niet antigeenspecifiek”, merkt Cao op. "Dus in theorie kan het, door de darmgezondheid te moduleren, breed worden toegepast op alle voedselallergieën."

Vervolgens volgen tests op grotere dieren, gevolgd door klinische onderzoeken. Als deze onderzoeken succesvol zijn en de Amerikaanse Food and Drug Administration de orale behandeling goedkeurt, kunnen de micellen in kleine verpakkingen op de markt worden gebracht; Consumenten scheurden een pakje open en roerden de inhoud door een glas water of sap. In ander werk met de micellen analyseert het team gegevens over de behandeling van inflammatoire darmziekten met orale therapie.

Het team bestudeert ook de toediening via injectie. De onderzoekers lieten zien dat deze methode ervoor zorgt dat de micellen en hun butyraatlading zich ophopen in de lymfeklieren, die deel uitmaken van het immuunsysteem. Ze ontdekten dat deze aanpak effectief is bij de behandeling van pinda-allergie bij muizen, maar ook kan worden gebruikt om immuunactivatie lokaal te onderdrukken; in plaats van door het hele lichaam. Injecties kunnen bijvoorbeeld nuttig zijn bij patiënten die een orgaantransplantatie hebben ondergaan of die een gelokaliseerde auto-immuun- en ontstekingsziekte hebben, zoals reumatoïde artritis.

De onderzoekers willen hun start-up ClostraBio en de Universiteit van Chicago bedanken voor steun en financiering.

Bron:

Amerikaanse Chemische Vereniging

.