Relativt nye funn om av rollen microbiome i helse har utløst et kappløp om å utvikle nye behandlingsformer basert på mikrober.
Hvorfor Er Det Viktig?
En rekke alvorlige sykdommer kan behandles eller kureres ved å endre eller forsterke de bakterier i fordøyelsessystemet.
Tarmcellene kan være kultivert og testet på en “gut-on-a-chip” – enhet, som etterligner viktige aspekter ved miljøet i fordøyelsessystemet, inkludert den rytmiske bevegelser av peristaltikk som vist her.
Vitenskapelige funn i de siste årene tyder på at noen alvorlige forhold kan bli kurert ved å legge til “gode” bakterier å fordøyelsessystemet ditt. Nå flere selskaper konkurrerer om å utvikle medisiner som gjør dette.
Det er en jungel der: massiv bestander av mikrober, immun celler, og cellene i tarmen vev er i samspill og utveksling av utallige kjemiske og fysiske signaler. Forstyrrelser til dette komplekse økosystem, ofte kalt microbiome, har vært knyttet ikke bare til gastrointestinale problemer, men også for å metabolske, immunologiske, og til og med nevrologiske lidelser.
Et eksempel på problem som oppstår når en svært vanlige arter av bakterier, Clostridium difficile, colonizes tarmen og blir for rikelig, kan bli kurert ved å legge gode bakteriene i fordøyelseskanalen—men metoden for å gjøre det krever en transplantasjon av en annen persons avføring, og grunnene til at det fungerer er ikke godt forstått. Den neste generasjonen av microbiome legemidler vil i stedet være “ekte narkotika” som er “lett å ta, rent og trygt, sier Roger Pomerantz, administrerende DIREKTØR i Seres Therapeutics.
Seres, en seks år gamle selskapet som gikk offentlig siste året, har to stoffene i kliniske studier i USA er for tilbakevendende Clostridium difficile-infeksjon og den andre er for ulcerøs kolitt, en kronisk inflammatorisk sykdom i tykktarmen. Hver stoffet er basert på visse “keystone organismer” selskapets forskere har identifisert gjennom sofistikerte analyser av genetisk informasjon fra mikrober og menneskelige celler i tarmen. De keystone organismer er terapeutisk fordi de kan bidra til å gjenopprette sunn microbiome etter at det har blitt forstyrret, sier Pomerantz.
I stedet for direkte å endre den mikrobielle miljø som Seres ikke, tre-år-gamle oppstart Synlogic er å utvikle genmodifiserte bakterier, som stammer fra arter som er innfødt til den menneskelige tarmen, som kan bli introdusert og leve i microbiome uten å endre dens totale sammensetning. Derfra utviklet bakterier kan utføre terapeutiske funksjoner, som å fjerne uønskede stoffer kroppen beholder som følge av en stoffskiftesykdom. Selskapet trekker på etablerte metoder fra syntetisk biologi er å innføre “genetisk brytere”, slik at mikrober kan oppfatte og reagere på sine omgivelser.
Alison Silva, Synlogic s chief operating officer, sier selskapet satser på å ha to stoffene i kliniske studier med en gang neste år. Begge er for sjeldne genetiske metabolske forstyrrelser forårsaket av en mangel på viktige enzymer i leveren, noe som fører bestemte metabolitter å bygge opp harmfully i blodet. Medikamenter er utviklet for å fjerne overflødig metabolitter fra tarmen, hvor de har en tendens til å samle seg, og i vesentlig grad kompensere for tapt funksjon i leveren.
Seres og Synlogic kan bare være å skrape på overflaten av hvordan gut microbiome kunne brukes. Det er fortsatt mye av vitenskap for å være ferdig. Ideen om at vi kan endre microbiome “har enorme potensial, sier James Collins, som er professor i biologisk-ingeniør ved MIT og en pioner innen syntetisk biologi, som også er en vitenskapelig medstifter av Synlogic og en rådgiver til Seres. Men selv om Seres har en “strålende” taktikk for innføring av mikrober til gut i en pille for å endre microbiome, sier han, og i mange tilfeller er vi rett og slett ikke vet nok ennå til å være i stand til å endre det på en terapeutisk måte. I nær fremtid, Collins har høyere forhåpninger til ved hjelp av syntetisk biologi å gjøre organismer som kan føle og gjøre konkrete endringer i miljøet i tarmen.