In Kürze erhältlich: GVO-Pillen-Bakterien

Escherichia coli (E. coli). Illustration: Chris Bickel / Science Magazine Synlogic , ein

amerikanisches Startup, das in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology gegründet wurde, ist bereit, eine neue Klasse von Medizinprodukten auf den Markt zu bringen. Es heißt "synthetische Bakterien" und "Lebendtherapie". Kapseln zur oralen Verabreichung enthalten eine Kolonie lebender Bakterien. Sobald sie im Darm sind, beginnen sie nützliche Aktivitäten. Die Aufgabe besteht darin, bestimmte Stoffwechselstörungen zu beseitigen, die auf Krankheiten und seltene genetische Störungen zurückzuführen sind.

Im menschlichen Körper leben ständig Billionen verschiedener Bakterien, die mit uns in Symbiose stehen. Die Anzahl der Mikroben ist mehr als eine Größenordnung größer als die Anzahl der Zellen im menschlichen Körper. Die Gesamtmasse der Darmflora beträgt 1 bis 3 kg. Ohne diese Symbionten werden wir einfach nicht überleben.

Alle von ihnen werden zusammen als Mikroflora oder menschliche Mikrobiota bezeichnet. Die Mikroflora des menschlichen Darms besteht aus mehr als 500 Arten, von denen die meisten Bakterien sind, beispielsweise E. coli. Andere Vertreter der Mikroflora sind mikroskopisch kleine Pilze, insbesondere Hefe, sowie Protozoen. Nur ein Kubikzentimeter menschlicher Speichel enthält zehn Millionen bis eine Milliarde Bakterien.



Das Studium der Darmflora ist eines der vielversprechenden Gebiete der modernen Wissenschaft. In den letzten Jahren haben wissenschaftliche Studien gezeigt, dass Mikrobiota ein komplexes Ökosystem ist, das einen entscheidenden Einfluss auf die menschliche Gesundheit hat, einschließlich seines physischen und mentalen Zustands. Der Mensch kann als "Superorganismus" angesehen werden. Die mikrobielle Gemeinschaft kontrolliert den menschlichen Körper, indem sie den Stoffwechsel im Körper mithilfe von Enzymen programmiert, die vom Bakteriengenom kodiert werden.

Wissenschaftler müssen zugebendass sie mit herkömmlichen Methoden nicht in der Lage sind, eine vollständige qualitative und quantitative Beschreibung der Mikrobiozänosen des menschlichen Körpers zu liefern und vor allem die Populationswechselwirkungen von Mikroorganismen, mikrobiellen „Signalsystemen“ zu analysieren und andere Eigenschaften der Mikroflora zu bestimmen. Dies ist auf die praktische Unmöglichkeit zurückzuführen, mehr als 50% der Vertreter der menschlichen Mikroflora zu kultivieren.

Für die Analyse von Mikrobiota wurden grundlegend neue Richtungen und Methoden der Mikrobiologie entwickelt, vor allem molekulargenetische Methoden unter Verwendung genetischer Plattformen für die Metagenomforschung.

Startup Synlogic arbeitet in dieser innovativen Richtung, untersucht die Mikroflora und versucht, sie irgendwie zu beeinflussen, um den menschlichen Stoffwechsel indirekt anzupassen. Beispielsweise können synthetische Bakterien überschüssiges Ammoniak im Körper beseitigen. Die ersten klinischen Studien mit dem experimentellen Medikament Synlogic sind für Anfang 2017 geplant .

Synthetische Bakterien zur Beseitigung von überschüssigem Ammoniak sind nur der erste Testball in einer neuen Klasse programmierbarer Bakterien, die zur Behandlung verschiedener Krankheiten entwickelt wurden. Die wissenschaftliche Forschung auf diesem Gebiet wird seit mehr als 15 Jahren betrieben, und Synlogic-Kapselbakterien sind eines der ersten spezifischen Medizinprodukte, die für die medizinische Verwendung zugelassen werden können. Die US-amerikanische Food and Drug Administration überprüft derzeit zwischen 8 und 10 genetisch veränderte Mikroorganismen .

Die Hauptidee besteht darin, das Bakterium E. coli, ein gewöhnliches E. coli, das im Körper reichlich vorhanden ist, genetisch zu korrigieren. Gentechnisch veränderte Bakterien haben einen besonderen Appetit auf schädliches Ammoniak, das ständig in allen Geweben und Organen des Körpers und insbesondere in Leber, Darm, Muskeln und Nervengewebe gebildet wird. Dies ist eine extrem giftige Verbindung, die gebunden (neutralisiert) und aus dem Körper ausgeschieden werden muss.

Normalerweise wird Ammoniak über den Urin ausgeschieden, aber der Körper einiger Menschen ist nicht in der Lage, es schnell genug zu binden und auszuscheiden. Aus diesem Grund wird im Körper ein ziemlich hoher und toxischer Ammoniakspiegel erwärmt. Bis zu der Tatsache, dass eine Person gereizt wird, fällt ins Deliriumund bei Neugeborenen kann eine solche Stoffwechselstörung sogar zum Tod führen. Ein synthetisches Darmbakterium hilft dabei, Ammoniak in harmloses Arginin umzuwandeln.

Nach dem Rezept von Synlogic reicht es aus, wenn eine Person den Austausch von Ammoniak im Körper normalisiert, täglich eine Kapsel des Arzneimittels einzunehmen, das 100 Milliarden Bakterien genetisch veränderter E. coli enthält.

Das Biotech-Startup hat bereits Risikofinanzierungen in Höhe von rund 70 Millionen US-Dollar erhalten. Unabhängige Experten glauben, dass dies ein vielversprechender Bereich der Pharmakologie ist. Ein anderes Startup, Ernest Pharmaceuticals, experimentiert beispielsweise mit der Behandlung von bösartigen Tumoren mit gentechnisch veränderten Salmonellen. Dies ist ein spezifisches Bakterium, das dazu neigt, sich in Krebstumoren anzusammeln. Wissenschaftler versuchen, diese Eigenschaft von Salmonellen zu nutzen. Der von ihnen aufgebaute Körper muss ein Krebsmedikament absondern, wenn es in die Zellen eines bösartigen Tumors gelangt.

In klinischen Studien sollte überprüft werden, dass die GVO-Bakterien von E. coli für den Körper harmlos sind und keine Gene mit normalen Bakterien in der menschlichen Mikroflora austauschen. Ingenieure haben es so gemacht, dass die Teilung eines synthetischen Organismus das Vorhandensein einer bestimmten Substanz erfordert - Thymidin , das im menschlichen Darm sehr klein ist. Dies stellt sicher, dass das GVO-Bakterium keine Nachkommen hinterlässt.

Vielleicht werden wir nach einigen Jahren in den Regalen von Apotheken viele verschiedene Bakterien mit Genmodifikationen sehen. Im Allgemeinen werden solche GVO nicht nur in der Medizin eingesetzt. Zum Beispiel wurde kürzlich über die Entwicklung des Mikrooranismus berichtet, der Morphin aus Glukose synthetisiert , so dass die Zukunft interessant wird.

Nach Ansicht von Experten , der US - Pharmamarkt von synthetischen Bakterien - medizinischer Pillen und Joghurt mit lebenden Bakterien - ist 3,5 Milliarden $.

Source: https://habr.com/ru/post/de398953/