Relativt nya upptäckter om den roll mikrobiomet i människors hälsa har lett till ett ras för att utveckla nya terapier baserade på mikrober.
Varför Det Är Viktigt
En rad allvarliga sjukdomar kan behandlas eller ens botas genom att ändra eller utöka bakterier i mag-systemet.
Intestinala celler kan vara odlade och testade på en “gut-on-a-chip” – enhet, som härmar viktiga aspekter av miljön i mag-system, inklusive den rytmiska rörelser peristaltik som visas här.
Vetenskapliga upptäckter under de senaste åren tyder på att vissa allvarliga sjukdomar kan botas genom att lägga till “bra” bakterier till din mag-tarmkanalen. Nu är det flera företag som är racing för att utveckla läkemedel som gör så.
Det är en djungel i det kraftiga populationer av mikrober, immunsystemets celler, och cellerna i tarmen vävnad är interagera och utbyta otaliga kemiska och fysiska signaler. Störningar i denna komplexa ekosystem, som ofta kallas mikrobiomet, har varit kopplad inte bara till mag-problem, men också för att metabolism, immunologiska, och även neurologiska sjukdomar.
Ett av dessa problem, som uppstår när en mycket vanlig bakterie, Clostridium difficile, och koloniserade tarmen och blir alltför riklig, kan botas genom att lägga till goda bakterier i tarmkanalen—men metoden för att göra detta krävs en transplantation av en annan persons avföring, och orsakerna till att det fungerar är inte väl förstådd. Nästa generation av mikrobiomet läkemedel kommer i stället att bli “riktiga droger” som är “lätt att ta, ren och säker, säger Roger Pomerantz, VD Seres Therapeutics.
Seres, ett sex år gammalt företag som börsnoterades förra året, har två läkemedel i kliniska prövningar i USA är för återkommande Clostridium difficile-infektion och den andra är för ulcerös kolit, en kronisk inflammatorisk sjukdom i tjocktarmen. Varje läkemedel är baserat på vissa “keystone organismer” bolagets forskare har identifierat genom sofistikerad analys av genetisk information från mikrober och mänskliga celler i tarmen. De keystone organismer är terapeutiska eftersom de kan hjälpa till att återställa den friska mikrobiomet efter det har avbrutits, säger Pomerantz.
Istället för att direkt ändra den mikrobiella miljön som Seres gör, tre-år-gamla start Synlogic är att utveckla genetiskt modifierade bakterier, som härrör från arter inbyggt i den mänskliga tarmen, som kan införas och bor i mikrobiomet utan att ändra dess totala sammansättningen. Från det bearbetade bakterier kan utföra terapeutiska funktioner, som att ta bort oönskade ämnen som kroppen behåller som ett resultat av en metabolisk sjukdom. Företaget bygger på etablerade metoder från syntetisk biologi för att införa “genetiska växlar” så mikroberna kan känna av och reagera på sin omgivning.
Alison Silva, Synlogic s chief operating officer, säger bolaget siktar på att ha två läkemedel i kliniska prövningar med någon gång nästa år. Båda är för ovanliga ärftliga metabola sjukdomar som orsakas av en brist av viktiga enzymer i levern, vilket leder vissa metaboliter för att bygga upp skadligt i blodet. De läkemedel som är utformade för att ta bort överskott av metaboliter från tarmen, där de tenderar att ackumuleras, och i huvudsak kompensera för den förlorade funktion i levern.
Seres och Synlogic kanske bara skrapat på ytan av hur tarmen mikrobiomet kan användas. Det är fortfarande en mycket vetenskap att göra. Tanken att vi skulle kunna ändra mikrobiomet “har en enorm potential”, säger James Collins, professor i bioteknik vid MIT, och en pionjär inom området syntetisk biologi, som också är en av grundarna av den vetenskapliga Synlogic och rådgivare till Seres. Men även om Seres har en “lysande” – taktik i införandet av mikrober i tarmen i ett p-piller för att ändra mikrobiomet, säger han, i många fall är vi helt enkelt inte vet tillräckligt ännu för att kunna ändra i ett terapeutiskt sätt. På kort sikt, Collins har högre förhoppningar för att använda syntetisk biologi att göra organismer som kan känna och göra särskilda ändringar i miljön i tarmen.