Mokslo naujienos: žarnyno bakterijų kalba su žmogaus ląstelėmis

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170830141248.htm

Mus sieja simbiotiniai santykiai su trilijonais mūsų organizmuose gyvenančių bakterijų – jos padeda mums, o mes joms. Paaiškėjo, kad jos net kalba ta pačia kalba. Šis naujas The Rockefeller universiteto ir Icahn medicinos mokyklos atrastas bendras bruožas atveria duris kuriant žarnyno mikroflorą, kuri turėtų reikiamą poveikį gydant ar kontroliuojant ligas.

„Mes tai vadiname mimikrija“ (mikroorganizmo gebėjimas savo paviršiuje pamėgdžioti makroorganizmo molekules ar jų fragmentus) – sako Sean Brady, Rockeffeler universiteto genetiškai koduotų mažųjų molekulių laboratorijos vadovas.

Mokslininkai išsiaiškino, kad žarnyno bakterijos ir žmogaus ląstelės, nors ir yra labai skirtingos, bendrauja praktiškai ta pačia chemine kalba, paremta molekulėmis, vadinamomis ligandais. Remdamiesi tuo, jie sukūrė metodą kaip genetiškai modifikuoti bakterijas, kad šios gamintų molekules, kurios, keisdamos žmogaus metabolizmą, gali gydyti tam tikrus sutrikimus. Savo sistemą mokslininkai testuoja pelėse, kuriose modifikuotos žarnyno bakterijos sumažino gliukozės kiekį kraujyje ir paveikė kitus metabolinius pokyčius gyvūnuose.

Šis metodas apima ligandų spynos-rakto principą, kai bakterijos paviršiuje esantis ligandas jungiasi su žmogaus ląstelių membranose esančiais receptoriais ir sukuria specifinį biologinį atsaką. Šiuo atveju, bakterijų molekulės imituoja žmogaus ląstelių ligandus, kurie jungiasi su GPCR klasės receptoriais (su G-baltymu susieti receptoriai). Daug GPCR yra susijusių su metabolinėmis ligomis ir jie yra pagrindiniai vaistų terapijos taikiniai. GPCR yra virškinamajame trakte, ten pat, kur ir žarnyno bakterijos. „Jei jau norime kalbėtis su bakterijomis, reikia su jomis kalbėtis būtent čia“ – sako Brady.

Sean Brady ir Louis Cohen sukonstravo žarnyno bakteriją, kad ši gamintų specifinius ligandus, N-acil amidus, kurie jungiasi su specifiniais žmogaus ląstelių receptoriais, GPR 119, kurie yra susiję su gliukozės ir apetito reguliacija, bei neseniai tapo taikiniai, kuriant naują diabeto ir nutukimo gydymo metodą. Pagal Cohen, kuris yra Icahn medicinos mokyklos gastroenterologijos profesoriaus asistentas, sukurti bakterijų ligandai struktūriškai yra beveik identiški žmogaus ląstelių ligandams.

http://www.ezbalance.com/how-to-colonize-your-gut-with-beneficial-bacteria/

Vienas iš privalumų, dirbant su bakterijomis, teigia penkerius metus Brady laboratorijoje dirbantis Cohen, yra tai, kad jų genais yra lengviau manipuliuoti, nei žmogaus, bei apie bakterijų genus yra daug žinoma. „Visi mūsų viduje esančių bakterijų genai tam tikru metu buvo nusekvenuoti“ (sužinotos jų sekos) – sako jis. Buvusiuose projektuose, Brady laboratorijos mokslininkai dirvos mikrobuose ieškojo natūralių terapinių agentų. Šiuo atveju, žmogaus išmatų mėginiuose buvo ieškoma žarnyno bakterijų, kurių DNR būtų galima modifikuoti. Kai Cohen rado tinkamas bakterijas, jų genus įterpė į E. coli, kadangi ją yra lengva auginti laboratorinėmis sąlygomis. Tada jis galėjo sužinoti, kokias molekules gamino modifikuoti E. coli kamienai.

Brady teigia, kad nors jie ir nėra žmogaus mikroorganizmų produktas, yra klaida manyti, kad laboratorijoje sukurti bakteriniai ligandai yra svetimi. „Per pastaruosius 20 metų didžiausia pažanga šioje srityje yra ta, kad supratome, jog santykiai su šiomis bakterijomis nėra antagonistiniai“ (nesutaikomas, priešiškas) – sako jis. „Jos yra mūsų fiziologijos dalis. Tai, ką mes darome, yra natūralių sistemų manipuliavimas, kad gautume naudos sau“.

„Tai yra pirmasis žingsnis tiriant, ką gali padaryti iš mikrobų kilusios molekulės“ – sako Brady. Jo planas yra sistemiškai išplėsti ir apibūdinti cheminius ryšius, kuriais žarnyno bakterijos bendrauja su mumis.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį ir ketvirtadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170830141248.htm