Genetiske botemidler for tarmen


Vi stole på trillioner av bakterier, sopp, arkea og virus i vår munn, på huden vår og i tarmene våre for å komme igjennom dagen og å bli frisk. Forskere hadde ingen måte å studere de fleste av disse mikroberene, som ikke ser ut til å vokse i laboratoriekulturer. Hurtig forbedring, lave kostnader genetisk-sekvensering teknologier er endelig gjør det mulig, men. Ved å job

Vi stole på trillioner av bakterier, sopp, arkea og virus i vår munn, på huden vår og i tarmene våre for å komme igjennom dagen og å bli frisk. Forskere hadde ingen måte å studere de fleste av disse mikroberene, som ikke ser ut til å vokse i laboratoriekulturer. Hurtig forbedring, lave kostnader genetisk-sekvensering teknologier er endelig gjør det mulig, men. Ved å jobbe med mikrober i stedet for mot dem, kommer forskere opp med spennende tilnærminger for å takle vedvarende sykdommer og forbedre vår generelle helse.

For noen år siden kunne forskere bare drømme om å studere store samfunn av mikroorganismer, men nå er slike eksperimenter håndterbare og rimelige, sier David Relman, professor ved Stanford University School of Medicine. Dette nye feltet av metagenomics gir forskere profiler av hvilke mikrobebefolkninger som ser ut i tarmene til mennesker som er sunne og i tarm av mennesker som har ulike sykdommer og tilstander. Bevæpnet med disse dataene, er forskere klar til å undersøke muligheten for å manipulere balansen i mikrobiota som behandlinger for fedme, inflammatorisk tarmsykdom og mange andre vanlige og uvanlige lidelser.

For eksempel har forskere profilert populasjonene av organismer hos personer med ulcerøs kolitt, som danner sår i tykktarmen og er knyttet til endringer i tarmens flora. Basert på resultatene, annonserte denne farmasøytiske giganten Johnson & Johnson (J & J) en $ 6, 5 millioner avtale med Second Genome, en mikrobiologisk oppstart, for å utvikle behandlinger. Nåværende tilnærminger, som senterer mot antiinflammatoriske stoffer, immunosuppressive medisiner og kirurgi, er ofte mislykket. En terapi som direkte endrer mikrobiomet vil potensielt skape færre bivirkninger og avverge andre infeksjoner nedover veien.

J & J-avtalen er et vannskala, sier Rita Colwell, som har helsestedsavtaler ved University of Maryland og Johns Hopkins University. "Det er et øyeblikk for ny bioteknologi som er kritisk viktig: når den beveger seg fra å være et område av akademisk interesse til en som selskapene bygger på, " noterer hun. "Og så er det neste skritt: Når de store pharma pengene kommer."

De nye behandlingene ville være en stor forbedring i forhold til nåværende forsøk på å forbedre mikrobiomet, som hovedsakelig består av fekale transplantasjoner og probiotika-levende bakteriekulturer i kosttilskudd eller matvarer som yoghurt. Fekale transplantasjoner har lindret Clostridium difficile, en tøff, ofte medikamentresistent, toksinproducerende bakteriell infeksjon, men øvelsen kan kreve flere transplantasjoner, og ikke alle pasienter er kurert. Probiotika har kun generert svake bevis for positivt å endre tarmen. Begge behandlingsmidlene er å kaste en rekke organismer i tarmen og se hvilke pinner.

Metagenomics er mer spesifikk, og gir nøyaktige genetiske profiler av hvilke organismer som er i tarmen og gir mulighet til å avlede hvordan de kan samhandle med hverandre og med oss.

En av de største utfordringene med metagenomics er hvordan man håndterer angrepet av data. Nå som forskere raskt kan sekvensere hele sverige av mikrobielle samfunn, må de finne ut hva informasjonen betyr for vår helse. Biologer samarbeider med matematikere for å utvikle nye metoder for å analysere DNA-fragmentene de samler inn fra kroppen vår. Leger vil da trenge å forstå hvilke endringer som forekommer i en persons mikrobiom, og hvorfor-for å beskytte eller forbedre helsen.

For eksempel bærer mange mennesker rutinemessig Escherichia coli- bakterier uten å bli syk. Relman ligner håp om å kurere bedre gut microbiota for å opprettholde et sunt økosystem, en som vil holde ekkel skapninger som tarmekvivalenten av invasive ugress i sjakk.

Faktisk, metagenomics be oss om å tenke på omsorg for våre mikrobielle samfunn som vi ville dyrke et stykke land. Denne tilnærmingen vil være en havforskjell fra de one-shot behandlingene som ofte har mange negative effekter. Bredspektret antibiotika, for eksempel, tørke ut våre gode bakterier sammen med de dårlige åpningene for skadelige inntrengere. Protonpumpehemmere, solgt over disken for å nøytralisere magesyre, endrer pH i magen, noe som kan stresse samlinger av gunstige mikrober.

Metagenomiske behandlinger i stedet kan innebære en rekke tiltak beregnet for å forstyrre mikrobiomet på en bestemt måte, ved å introdusere bestemte organismer som er utbredt i en sunn tarm, etterfulgt av diett og livsstilsendringer.

Denne artikkelen ble opprinnelig utgitt med tittelen "Mikrober i vår tarm kunne manipuleres for å bekjempe sykdommer og infeksjoner" i309, 6, 45-46 (desember 2013)

Transport nå Rivals Power Generation som CO2 KildeNår jorden var en snøball: Globale isbreer kan ha sparket evolusjonær brastFor National Security, få av oljeHva skjer med bevissthet når vi dørForskere sliter med å utvikle nye behandlinger for SepsisBrain Beauty: The Art of NeuroscienceDelfiner husker en annen i flere tiårFortsatt nødvendig: En klimaplan - Ser Past Cap and Trade [Utvidet versjon]