قريبًا: بكتيريا حبوب GMO

الإشريكية القولونية (E. coli). توضيح: كريس بيكل / مجلة ساينس ماجيك ، وهي شركة

أمريكية ناشئة مقرها بالتعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، مستعدة لإطلاق فئة جديدة من المنتجات الطبية. يطلق عليه "البكتيريا الاصطناعية" و "العلاج الحي". تحتوي كبسولات للإعطاء عن طريق الفم على مستعمرة من البكتيريا الحية. بمجرد دخول الأمعاء ، يبدأون في أنشطة مفيدة. تتمثل المهمة في القضاء على بعض التشوهات الأيضية الناتجة عن الأمراض والاضطرابات الوراثية النادرة.

تعيش تريليونات البكتيريا المختلفة باستمرار في جسم الإنسان ، والتي تتعايش معنا. عدد الميكروبات أكبر من حجمه بأكثر من عدد الخلايا في جسم الإنسان. يبلغ إجمالي كتلة البكتيريا المعوية من 1 إلى 3 كجم. بدون هذه التعاطفات لن ننجو ببساطة.

تسمى جميعها مجتمعة بالميكروبات أو الكائنات الحية الدقيقة البشرية. تتكون البكتيريا الدقيقة في الأمعاء البشرية من أكثر من 500 نوع ، معظمها من البكتيريا ، على سبيل المثال ، الإشريكية القولونية. الممثلون الآخرون للميكروفلورا هم الفطريات المجهرية ، على وجه الخصوص ، الخميرة ، وكذلك الأوليات. يحتوي سنتيمتر واحد فقط من اللعاب البشري على عشرة ملايين إلى مليار بكتيريا.



دراسة البكتيريا المعوية هي واحدة من المجالات الواعدة في العلوم الحديثة. في السنوات الأخيرة ، أظهرت الدراسات العلمية أن الكائنات الحية الدقيقة هي نظام بيئي معقد له تأثير رئيسي على صحة الإنسان ، بما في ذلك حالته البدنية والعقلية. يمكن اعتبار الإنسان بمثابة "كائن فوقي". يسيطر المجتمع الميكروبي على جسم الإنسان عن طريق برمجة التمثيل الغذائي في الجسم باستخدام الإنزيمات التي يتم ترميزها بواسطة الجينوم البكتيري.

على العلماء أن يعترفواأنهم غير قادرين بالطرق التقليدية على إعطاء وصف نوعي وكمي كامل للميكروبات في جسم الإنسان ، وأكثر من ذلك لتحليل التفاعلات السكانية للكائنات الحية الدقيقة ، "أنظمة الإشارات" الميكروبية وتحديد الخصائص الأخرى للميكروبات. ويرجع ذلك إلى الاستحالة العملية لزراعة أكثر من 50 ٪ من ممثلي البكتيريا البشرية.

لتحليل الكائنات الحية الدقيقة ، تم تطوير اتجاهات وأساليب جديدة لعلم الأحياء الدقيقة بشكل أساسي ، وبشكل أساسي الطرق الوراثية الجزيئية باستخدام المنصات الوراثية لأبحاث الميتاجينوم.

يعمل Startup Synlogic في هذا الاتجاه المبتكر ، حيث يدرس النباتات الدقيقة ويحاول التأثير عليها بطريقة ما من أجل تعديل التمثيل الغذائي البشري بشكل غير مباشر. على سبيل المثال ، يمكن للبكتيريا الاصطناعية القضاء على الأمونيا الزائدة في الجسم. من المقرر إجراء التجارب السريرية الأولى للعقار التجريبي سينلوجيك في أوائل عام 2017 .

البكتيريا الاصطناعية للتخلص من الأمونيا الزائدة ليست سوى كرة الاختبار الأولى في فئة جديدة من البكتيريا القابلة للبرمجة المصممة لعلاج الأمراض المختلفة. يستمر البحث العلمي في هذا المجال منذ أكثر من 15 عامًا ، وتعد بكتيريا كبسولات Synlogic واحدة من أولى المنتجات الطبية المحددة التي يمكن الموافقة عليها للاستخدام الطبي. تراجع إدارة الغذاء والدواء الأمريكية حاليًا ما بين 8 و 10 كائنات دقيقة معدلة وراثيًا .

الفكرة الرئيسية هي تصحيح بكتيريا E. coli ، وهي E. coli عادية ، والتي توجد بكثرة في الجسم. البكتيريا المعدلة وراثيا لها شهية خاصة للأمونيا الضارة ، والتي تتشكل باستمرار في جميع أنسجة وأعضاء الجسم ، وخاصة بنشاط في الكبد والأمعاء والعضلات والأنسجة العصبية. هذا مركب شديد السمية يجب ربطه (تحييده) وإفرازه من الجسم.

عادة ، تفرز الأمونيا عن طريق البول ، لكن جسم بعض الناس غير قادر على ربطها وإخراجها بسرعة كافية. وبسبب هذا ، يتم تسخين مستوى مرتفع من السمية للأمونيا في الجسم. حتى حقيقة أن الشخص يصبح سريع الانفعال ، يقع في الهذيانوفي الأطفال حديثي الولادة ، يمكن لمثل هذا الاضطراب الاستقلابي أن يتسبب في الوفاة. تساعد البكتيريا المعوية الاصطناعية في تحويل الأمونيا إلى أرجينين غير ضار.

وفقا لوصفة Synlogic ، بالنسبة للشخص لتطبيع تبادل الأمونيا في الجسم ، سيكون كافيا لأخذ كبسولة واحدة من الدواء يوميا ، والتي تحتوي على 100 مليار بكتيريا من E. coli المعدلة وراثيا.

تلقت شركة التكنولوجيا الحيوية الناشئة بالفعل حوالي 70 مليون دولار في تمويل المشاريع. يعتقد الخبراء المستقلون أن هذا مجال واعد جدًا في علم الأدوية. على سبيل المثال ، تقوم شركة Ernest Pharmaceuticals الناشئة الأخرى بتجربة علاج الأورام الخبيثة باستخدام السالمونيلا المعدلة وراثيًا. هذه بكتيريا معينة تميل إلى التراكم في الأورام السرطانية. يحاول العلماء استخدام خاصية السالمونيلا هذه. يجب أن يفرز الجسم الذي قام ببنائه عقارًا مضادًا للسرطان عندما يدخل خلايا الورم الخبيث.

يجب أن تتحقق التجارب السريرية من أن البكتيريا المعدلة وراثيا من E. coli غير ضارة للجسم ولا تتبادل الجينات مع البكتيريا الطبيعية في البكتيريا البشرية. نجح المهندسون في جعل تقسيم كائن اصطناعي يتطلب وجود مادة محددة - ثيميدين ، وهي صغيرة جدًا في الأمعاء البشرية. هذا يضمن أن بكتيريا الكائنات المعدلة وراثيًا لا تترك نسلًا.

ربما بعد بضع سنوات على رفوف الصيدليات ، سنرى العديد من البكتيريا المختلفة مع تعديلات الجينات. بشكل عام ، يتم استخدام هذه الكائنات المعدلة وراثيًا ليس فقط في الطب. على سبيل المثال ، تم الإبلاغ مؤخرًا عن تطور الكائنات الحية الدقيقة ، التي تقوم بتوليف المورفين من الجلوكوز ، بحيث يعد المستقبل بأن يكون مثيرًا للاهتمام.

وفقا للخبراء ، فإن سوق الأدوية الأمريكية للبكتيريا الاصطناعية - حبوب طبية وزبادي مع بكتيريا حية - هو 3.5 مليار دولار.

Source: https://habr.com/ru/post/ar398953/