Veludstyrede tarmvenlige bakterier lover at forbedre IBD-behandlinger

Veludstyrede tarmvenlige bakterier lover at forbedre IBD-behandlinger

Ligesom elitebrandmænd, der begiver sig ud i ørkenen for at bekæmpe en ukontrolleret brand, gør probiotiske bakterier et bedre stykke arbejde med at undertrykke tarmbetændelse, når de er udstyret med det bedste udstyr.

En ny undersøgelse fra forskere ved University of Wisconsin-Madison viser løftet om nogle veludstyrede tarmvenlige bakterier til at forbedre behandlingen af ​​inflammatorisk tarmsygdom (IBD), herunder Crohns sygdom og colitis ulcerosa.

Anført af Quanyin Hu, en biomedicinsk ingeniør og professor ved UW-Madison School of Pharmacy, bygger forskningen på teknologi, som teamet tidligere har udviklet. Denne tidligere teknologi omslutter gavnlige bakterier i en meget tynd beskyttende skal for at hjælpe dem med at overleve et angreb fra mavesyre og konkurrerende mikrober længe nok til at kolonisere og formere sig i musenes tarme.

Mens teknologi gør orale probiotika mere effektive, er IBD en kompleks sygdom, der typisk påvirker mere end blot ubalancerede mikrobielle samfund i tarmen.

IBD er en kompliceret sygdom, og du skal angribe den fra forskellige vinkler."

Quanyin Hu, en biomedicinsk ingeniør og professor ved UW-Madison School of Pharmacy

Så Hu og hans kolleger udviklede specialiserede nanopartikler til at neutralisere molekyler involveret i IBD. De fandt også en måde at fastgøre disse nanopartikel-"rygsække" til gavnlige bakterier efter at have indkapslet dem i det beskyttende lag.

I kombination med selve probiotika kunne disse nanopartikelrygsække forbedre markant -; og forenkle -; IBD behandlinger.

Mens de grundlæggende årsager til IBD er komplekse og stadig studeres, er en synder overproduktionen af ​​molekyler kendt som reaktive oxygenarter. Disse molekyler er afgørende for visse menneskelige kropsfunktioner, men for mange af dem i tarmen kan give næring til skadelig betændelse langs tarmslimhinden.

Indtast nanopartikelrygsækkene. De bittesmå partikler består dels af sulfid og dels af hyaluronsyre. Syren er stærkt antiinflammatorisk, og sulfidet er direkte rettet mod de reaktive oxygenarter.

Udført på mus viser Hus nyere forskning, at probiotiske bakterier Escherichia coli Nissle 1917, der er indesluttet i en beskyttende skal og udstyret med nanopartikel-rygsække, kan lindre IBD-symptomer betydeligt bedre end deres modstykker uden det ekstra udstyr. Resultaterne blev offentliggjort 11. november i tidsskriftet Science Advances.

Forskerne estimerede virkningerne af behandlingerne på to måder: ved at måle ændringer i vægt og ændringer i tyktarmslængde hos mus med IBD, der fik og ikke modtog behandlingen.

Ligesom mennesker oplever mus med IBD ofte vægttab og tyktarmsforkortelse, efterhånden som sygdommen skrider frem. Hu og hans kolleger fandt ud af, at mus, der modtog den fulde behandling, havde det mindste vægttab og meget mindre tyktarmsforkortelse end deres modstykker, der modtog delvis eller ingen behandling.

De nuværende behandlingsmuligheder afhænger af sygdommens stadie og sværhedsgrad, mens Hu og hans kolleger siger, at de har ledt efter en mere holistisk behandling, der kunne være effektiv på ethvert stadie.

"Dette er den mest spændende del af denne forskning for mig," siger Hu. "Vi ønskede ikke at målrette mod et specifikt stadium af IBD. Vi ønskede at vælge de vigtigste faktorer, der bidrager til at helbrede eller behandle sygdommen på et hvilket som helst stadium."

Derudover administreres behandlingen oralt, hvilket kan gøre den til et velsmagende alternativ til andre mere invasive former for IBD-behandling, såsom: B. delvis eller fuldstændig fjernelse af tyktarmen.

Selvom resultaterne er lovende, vil det tage tid, før behandlingerne bliver testet på mennesker.

Dernæst vil Hu teste, om nanopartikelrygsækkene fungerer godt sammen med andre probiotiske bakteriearter og dokumentere, om behandlingen har nogle uønskede bivirkninger. Forenkling af fremstillingen og fastgørelsesprocessen af ​​nano-rygsækkene vil også være afgørende for at gøre behandlingerne klinisk gennemførlige.

Kilde:

University of Wisconsin-Madison

Reference:

Liu, J., et al. (2022) Mucoadhæsive probiotiske rygsække med ROS nano-scavengers forbedrer bakterioterapi for inflammatorisk tarmsygdom. Videnskabelige fremskridt. doi.org/10.1126/sciadv.abp8798.

.