211service.com
Optrævling af mikrobiomets mystiske funktion
Hvilken funktion spiller dit mikrobiom i dit helbred? Svaret er stadig et mysterium, men nye videnskabelige beviser tyder på, at det kan have konsekvenser for behandling af mange kroniske sygdomme. En ny klasse af mikrobiom-lægemidler under udvikling kan med tiden være effektiv mod en række svære at behandle lidelser, herunder gastrointestinale, metaboliske, immunologiske og endda neurologiske problemer.
Mikrobiomet er et komplekst økosystem af mikrober, der lever i og blandt din krops celler. Den består af forskellige samfund afhængigt af, hvor de bor i kroppen. Mikrobefællesskabet i din mund er for eksempel forskelligt i sammensætning fra det i din tarm. Ændringer i sammensætningen af mikrobiomet - for eksempel når patogene stammer invaderer og skubber gode ud - er blevet korreleret med mange sygdomme.
De fleste af de indledende lægemidler under udvikling er rettet mod tarmmikrobiomet, hvilket skyldes en kombination af dets betydning for nøglesygdomme og nem prøvetagning, siger Peter DiLaura , CEO for San Francisco-baserede Second Genome. Vævsbiopsier taget under koloskopier og afføringsprøver er rige kilder til information om forskellene mellem raske og syge menneskers mikrobiomer.
Et elektronmikrografi af en probiotisk eller god tarmbakterie kaldet Bifidobacterium brevis .
Nogle virksomheder, ledet af Seres Therapeutics , udvikler og tester lægemidler lavet af mikrober. Ideen er, at tilføjelse af omhyggeligt udvalgte arter og stammer af mikrober kan genoprette tarmmikrobiomets sunde økologi, svarende til den måde, fækale transplantationer menes at fungere på.
Men DiLaura siger, at det endnu ikke er klart, om ændringerne i mikrobiomets sammensætning, der er korreleret med sygdom, driver den sygdom eller er effekten af den. Derfor er Second Genome ikke kun fokuseret på sammensætningen af mikrobiomet hos raske og syge mennesker, men også dets funktion, siger han. Dets første lægemiddel, som er i fase I kliniske forsøg i USA, er til inflammatorisk tarmsygdom, en til tider livstruende tilstand karakteriseret ved betændelse i tarmslimhinden eller andre dele af mave-tarmkanalen.
For bedre at forstå mikrobiomets funktion studerer virksomhedens videnskabsmænd dialogen mellem mikroberne og deres menneskelige vært. I nogle kroniske tilstande som inflammatorisk tarmsygdom er der en slags krydssnak mellem mikrobiomet og værten, der har varet ved, siger DiLaura. Second Genome sigter mod at løse den krydstale.
Især ser vi på de ting, som bakterierne udskiller - de proteiner, peptider og metabolitter, som bakterierne producerer, siger DiLaura. Ved at sekventere den genomiske information fra fællesskabet af bakterier i vævsbiopsier fra både syge og raske mennesker, kan virksomhedens videnskabsmænd bestemme komponenterne i dialogen mellem mikrobiom og vært og hjælpe dem med at opstille hypoteser om, hvad der sker i sygdom, siger han. De bruger teknikker som maskinlæring til at analysere terabyte af sekventeringsdata og identificere molekyler, der kunne være terapeutiske, og derefter evaluere disse kandidatmolekyler i laboratoriet.
Second Genomes første lægemiddel forhindrer et specifikt molekyle i at binde sig til en receptor på overfladen af celler, der beklæder tarmen. Hypotesen er, at det vil blokere den betændelse, der fører til inflammatorisk tarmsygdom.
En nøgleudfordring ved at forstå de funktionelle forskelle mellem mikrobiomer af betændt og sundt væv er at dechifrere samspillet mellem de relevante bakterier, siger Marcus Claesson , mikrobiolog ved APC Microbiome Institute i Irland. Hvordan interagerer de forskellige stammer, og hvordan er det anderledes hos raske mennesker i forhold til dem med inflammatorisk tarmsygdom? Det er meget nemmere at bruge genomisk sekventering til at belyse, hvilke stammer der er til stede i samfundet, end det er at undersøge samfundets kollektive funktion, siger Claesson, der er midt i et igangværende forskningssamarbejde med Second Genome.
Second Genome forfølger også mikrobiom-baserede terapier for diabetes, som kræver en opdagelsesproces, der ligner den for inflammatoriske tarmsygdomme, siger DiLaura. Hvordan er sammensætningen og funktionen af mikrobiomet anderledes hos mennesker med diabetes? DiLaura siger, at fremtidige mikrobiommedicin kan bruges mod luftvejslidelser og endda sygdomme i centralnervesystemet.
Mange faktorer spiller ind i disse lidelser. Men mikrobiomet spiller helt klart en rolle, og vi er nødt til at få en bedre mekanistisk forståelse af, hvordan mikrobiomet og værten arbejder sammen, siger DiLaura.