Välutrustade tarmvänliga bakterier lovar att förbättra IBD-behandlingar

Välutrustade tarmvänliga bakterier lovar att förbättra IBD-behandlingar

Liksom elitbrandmän som beger sig ut i vildmarken för att bekämpa en okontrollerad brand, gör probiotiska bakterier ett bättre jobb med att undertrycka tarminflammation när de är utrustade med den bästa utrustningen.

En ny studie från forskare vid University of Wisconsin-Madison visar löftet om några välutrustade tarmvänliga bakterier för att förbättra behandlingen av inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), inklusive Crohns sjukdom och ulcerös kolit.

Under ledning av Quanyin Hu, en biomedicinsk ingenjör och professor vid UW-Madison School of Pharmacy, bygger forskningen på teknik som teamet tidigare utvecklat. Denna tidigare teknik omsluter nyttiga bakterier i ett mycket tunt skyddande skal för att hjälpa dem att överleva en attack från magsyra och konkurrerande mikrober tillräckligt länge för att kolonisera och föröka sig i möss.

Medan teknologin gör orala probiotika effektivare, är IBD en komplex sjukdom som vanligtvis påverkar mer än bara obalanserade mikrobiella samhällen i tarmen.

IBD är en komplicerad sjukdom och du måste angripa den från olika vinklar.”

Quanyin Hu, en biomedicinsk ingenjör och professor vid UW-Madison School of Pharmacy

Så Hu och hans kollegor utvecklade specialiserade nanopartiklar för att neutralisera molekyler som är involverade i IBD. De hittade också ett sätt att fästa dessa nanopartikel "ryggsäckar" till nyttiga bakterier efter att ha inneslutit dem i det skyddande lagret.

I kombination med själva probiotikan kan dessa nanopartikelryggsäckar förbättras avsevärt -; och förenkla -; IBD-behandlingar.

Medan grundorsakerna till IBD är komplexa och fortfarande studeras, är en av de skyldiga överproduktionen av molekyler som kallas reaktiva syrearter. Dessa molekyler är avgörande för vissa mänskliga kroppsfunktioner, men för många av dem i tarmen kan underblåsa skadlig inflammation längs tarmslemhinnan.

Gå in i nanopartikelryggsäckarna. De små partiklarna består dels av sulfid och dels av hyaluronsyra. Syran är mycket antiinflammatorisk och sulfiden riktar sig direkt mot de reaktiva syreämnena.

Hus nyligen genomförda forskning visar att probiotiska bakterier Escherichia coli Nissle 1917 inneslutna i ett skyddande skal och utrustade med nanopartikelryggsäckar kan lindra IBD-symptom betydligt bättre än sina motsvarigheter utan extra utrustning. Resultaten publicerades 11 november i tidskriften Science Advances.

Forskarna uppskattade effekterna av behandlingarna på två sätt: genom att mäta förändringar i vikt och förändringar i kolonlängd hos möss med IBD som gjorde och inte fick behandlingen.

Liksom människor upplever möss med IBD ofta viktminskning och kolonförkortning när sjukdomen fortskrider. Hu och hans kollegor fann att möss som fick hela behandlingen hade minst viktminskning och mycket mindre kolonförkortning än deras motsvarigheter som fick delvis eller ingen behandling.

Aktuella behandlingsalternativ beror på sjukdomens stadium och svårighetsgrad, medan Hu och hans kollegor säger att de har letat efter en mer holistisk behandling som kan vara effektiv i vilket skede som helst.

"Detta är den mest spännande delen av den här forskningen för mig", säger Hu. "Vi ville inte rikta in oss på ett specifikt stadium av IBD. Vi ville välja ut de viktigaste faktorerna som bidrar till att bota eller behandla sjukdomen i vilket skede som helst."

Dessutom administreras behandlingen oralt, vilket kan göra den till ett välsmakande alternativ till andra mer invasiva former av IBD-behandling, såsom: B. partiell eller fullständig borttagning av tjocktarmen.

Även om resultaten är lovande kommer det att ta tid för behandlingarna att testas på människor.

Därefter vill Hu testa om nanopartikelryggsäckarna fungerar bra med andra probiotiska bakteriearter och dokumentera om behandlingen har några oönskade biverkningar. Att förenkla tillverknings- och fästprocessen för nanoryggsäckarna kommer också att vara avgörande för att göra behandlingarna kliniskt genomförbara.

Källa:

University of Wisconsin-Madison

Hänvisning:

Liu, J., et al. (2022) Mukoadhesiva probiotiska ryggsäckar med ROS nano-rensare förbättrar bakterioterapi för inflammatorisk tarmsjukdom. Vetenskapliga framsteg. doi.org/10.1126/sciadv.abp8798.

.