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开发用于治疗炎症性肠病的工程酵母益生菌

生活在人类肠道中的微生物世界会对人类健康产生深远的影响。多种疾病,包括炎症性肠病 (IBD),都与这些微生物的平衡有关,这表明恢复正确的平衡有助于治疗疾病。目前市场上的许多益生菌——活酵母或细菌——已经在健康肠道的背景下通过进化进行了优化。然而,为了治疗 IBD 等复杂疾病,益生菌需要发挥多种功能,包括关闭炎症、逆转损伤和恢复肠道微生物群的能力。考虑到所有这些需求,布莱根妇女医院的研究人员开发了一种“设计师”益生菌——一种精心设计的酵母,可以诱导多种治疗 IBD 的作用。自然医学。

“我们采用了酵母——也就是用来制作啤酒的酵母——我们赋予它感知炎症和分泌抗炎分子的能力,”通讯作者弗朗西斯科·金塔纳博士说,他是该研究的一名研究员。 Brigham 的 Ann Romney 神经疾病中心。“我们将这个新平台称为‘Y-bots’(酵母机器人),并看到了开发治疗肠道组织疾病等疗法的潜力。”

金塔纳实验室之前的研究有助于阐明肠道与影响大脑的疾病之间的联系,表明工程益生菌的潜在应用超越 IBD。

Quintana 及其同事使用酿酒酵母(一种用于酿酒、烘焙和酿造的酵母)开发了他们的益生菌。使用基因编辑技术 CRISPR/Cas9,研究人员引入了可以感知炎症并通过分泌酶来响应炎症的遗传元件,该酶可以降解参与炎症的关键分子。工程酵母可以分泌不同水平的酶,这取决于肠道某个位置存在多少炎症信号。这意味着益生菌可以对炎症产生高度局部化的反应。在小鼠中,工程酵母成功抑制了肠道炎症,减少了纤维化并恢复了平衡的肠道微生物组。

为了将这个新的治疗平台用于治疗人类 IBD 和其他疾病,Quintana 及其同事需要进行安全性研究。他们还计划进一步提炼和测试工程酵母,看看它们是否可以加速组织修复。除了 IBD,该团队还计划研究使用工程益生菌治疗癌症免疫疗法的常见副作用——结肠炎。

“我们希望使用合成生物学的工具来设计自然界中可以发现的东西,”昆塔纳说。“通过设计益生菌,我们的目标是创造更多个性化、局部化和高度可控的药物,用于治疗肠道及其他疾病。”

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