生活在人类肠道内的细菌群落在许多人类健康状况中发挥作用，包括炎症性肠病(IBD)。
研究人员开发了一种多功能“设计师”益生菌来治疗IBD的各个方面。它可以减少炎症，逆转组织损伤，并在小鼠模型中恢复肠道微生物组。
这种益生菌是由用于酿造啤酒的相同种类的酵母制成的，使用基因编辑技术CRISPR-Cas9。
研究人员最近发表了他们的临床前研究。他们计划在人体试验益生菌之前进行进一步的安全性研究。
在人体肠道内，大量的细菌、真菌和其他微生物保持着微妙的平衡，对我们的健康有着深远的影响。科学家已经证明某些慢性疾病，例如IBD，与这种所谓的生态失调有关。
但是，如果我们有一种补充剂可以感知微生物组的紊乱并恢复平衡以治疗慢性病呢？
现在，来自马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院的科学家设计了一种“设计师”益生菌，他们说可以做到这一点。
根据发表在杂志上的新研究，基因工程酵母可以对炎症做出反应并成功缓解小鼠的IBD症状。
IBD和肠道微生物组
IBD是一种总称可信来源适用于以胃肠道持续炎症为特征的多种疾病。IBD的两种最常见形式是克罗恩病和溃疡性结肠炎。
2015 年，大约 3百万可信来源 根据疾病控制和预防中心 (CDC) 的数据，美国的成年人被诊断为IBD。
常见症状包括腹泻、腹痛、血便、疲劳和不明原因的体重减轻。
之前的学习可信来源发现 IBD 患者的肠道微生物组不平衡，整体多样性较低，导致炎症的细菌种类较多。科学家认为益生菌可以帮助恢复这种平衡并减少炎症。
然而，目前市场上的许多益生菌已经通过健康肠道的进化进行了优化。
在这项新研究中，研究人员认为，要治疗 IBD，益生菌需要发挥多种功能，包括阻止炎症、逆转组织损伤和重新平衡肠道细菌。
啤酒肚
布里格姆妇女医院的研究员弗朗西斯科·金塔纳 (Francisco Quintana)博士及其同事希望设计一种可以满足所有这些需求的益生菌。
“我们想要做的是使用一个平台，让我们能够在需要的时间和地点以非常具体的方式操纵新的反应，”金塔纳博士告诉今日医学新闻。“这导致我们没有使用任何益生菌，而是实际上使用了酵母。”
这种益生菌被科学家亲切地称为“酵母机器人”，是从酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中开发的，这种酵母也用于制作啤酒和葡萄酒以及烘焙。
它通常不用作益生菌，而是作为健康微生物组的一部分自然存在于人体肠道中。
Quintana博士和他的团队使用CRISPR-Cas9（一种基因编辑技术）引入了一种由肠道炎症激活的基因。
当酵母感觉到炎症时，它会分泌一种酶来降解称为细胞外三磷酸腺苷 (eATP) 的炎症分子，从而减轻炎症。
工程酵母产生不同量的酶，这取决于存在多少炎症信号。通过这种方式，酵母益生菌是“自我调节”的，可以对肠道内特定的炎症部位提供高度局部化的反应。
“这是将个性化医学发挥到极致的想法。这不仅适用于特定患者，而且适用于每个组织的微片。”
– 弗朗西斯科·金塔纳博士
鼠标型号
研究人员在患有各种类型 IBD 的小鼠中测试了益生菌。在口服工程酵母后，他们发现小鼠的结肠中促进炎症的基因表达较低。
这转化为抑制肠道炎症和减少纤维化 - 肠道内壁变得疤痕和增厚，这可能导致肠道阻塞。
在某些情况下，经过改造的益生菌可以与用于治疗 IBD 患者的药物的有效性相媲美，例如肿瘤坏死因子 (TNF) 阻断抗体。
“在某些模型中，它们的表现也很好，”金塔纳博士告诉MNT。“在我们使用的一些模型中，酵母实际上优于 TNF 阻断抗体。”
然而，在设计好的益生菌用于人体之前，Quintana 博士和团队需要进行进一步的安全性研究并进行大规模的临床试验。他们还计划进一步提炼酵母以专注于加速组织修复。
金塔纳博士的野心也超出了直觉。
“我们正在利用肠道作为一个窗口来真正针对许多其他组织中的炎症，”他说。Quintana 博士的实验室此前曾探索过大脑炎症在多发性硬化症中的作用，并计划探索这些基因工程酵母机器人如何为治疗提供新的可能性。
“如果我们从软件和硬件的角度考虑，这些就是硬件，你可以在其中加入代码，这是一个软件。这将使您不仅可以针对 IBD 的不同方面，还可以针对不同的炎症状况。”