プロバイオティクスは体内でどのように進化することができるか

プロバイオティクスは体内で進化する可能性があり、それほど効果的でなくなることもあり、時には有害でさえある可能性があります。

研究者たちは 大腸菌 (E. 大腸菌の)下痢防止用のプロバイオティクスとしてヨーロッパで販売されているバクテリアは、バクテリアのDNAが変化し、数週間マウスの腸に住んでいた後に新しい能力を開発したことを発見しました。

「進化の影響を受けない微生物はありません。」

いくつかの条件下では、プロバイオティクスは彼らの宿主にさえ電源を入れ、腸の保護コーティングを食べる能力を獲得した。 この層の破壊は過敏性腸症候群に関連しています。 マウスの食餌と彼らの腸内細菌群集の構成は、プロバイオティクスがどれだけ進化したか、そしてどのような方法で影響を与えました。

に発表された調査結果、 細胞宿主と微生物プロバイオティクスは万能薬ではないことをお勧めします。 一人の人に安心を提供するプロバイオティクスは、他の人には効果がなくなるか、さらには有害になる可能性があります。 プロバイオティクスは一部の人々の重篤な感染症と関連しています。

「薬としての生き物」

「生物を医薬品として使うつもりなら、それらを適応させるつもりであることを認識する必要があります、そしてそれはあなたがあなたの体に入れるものが必ずしも数時間後にそこにあるものとなるということではありません」病理学および免疫学、分子微生物学、およびセントルイスにあるワシントン大学医学部の生物医学工学の教授である、上級著者Gautam Dantasは述べています。

「進化の影響を受けにくい微生物はありません。 これは、プロバイオティクスベースの治療法を開発しない理由ではありませんが、それらがどのように変化し、どのような条件下で変化するかを確実に理解するための理由です。」

誰もが消化管内に腸ミクロバイオームとして知られる細菌、ウイルス、真菌の広大なコミュニティを擁しています。 バランスの取れた微生物叢が私たちにビタミンを供給し、食物の消化を助け、炎症を調節し、そして病気を引き起こす微生物を抑制し続けます。 健康的な細菌を豊富に保ち、消化を円滑に進める方法として、食品および栄養補助食品中のプロバイオティクスが市販されています。

それらはまた、炎症性腸疾患などの深刻な病状の治療法として開発中です。 フェニルケトン尿症(PKU)、神経障害を引き起こす代謝性疾患。 そして壊死性腸炎、未熟児に影響を与える生命を脅かす腸感染症。 他の医薬品と同様に、プロバイオティクスベースの治療法は、FDAが人々に使用することを承認する前に安全かつ効果的であることを証明しなければなりません。 しかし、治療法が投与後に変化する可能性がある生物である場合、安全性と有効性の証明は特別な問題を引き起こします。

WWIからの細菌

消化管の進化を支配する原則を理解することは、安全で効果的なプロバイオティクス治療薬を生み出すための重要なステップです、と研究者らは言います。 最初の作家であるAura Ferreiro(大学院生)を含むDantasとその同僚、およびDantasの研究室の元博士研究員であるNathan Crookは、 E. 大腸菌の ニッスル1917。 この株は、一世紀以上前に第一次世界大戦の兵士から分離されました。彼は彼の同志を悪化させた重度の下痢性疾患の流行から無傷のまま現れました。

プロバイオティクスがさまざまな微生物群集にどのように反応するかを調べるために、研究者らは4種類の腸内微生物叢を保有するマウスを使用した。 不健康な腸に特徴的な、限られた数の細菌を持つもう1人。 通常のマイクロバイオーム。 抗生物質治療後の通常のマイクロバイオーム。

研究者たちは、マウスにプロバイオティクスを与え、その後マウスが食べた食物を変えて、マウスの固形飼料、天然のマウスの食事を模した高繊維質ペレットのいずれかを与えました。 高脂肪、高糖分、低繊維質ペレットは、典型的な西洋の食生活をモデル化するためのものです。 と西洋ペレットプラス繊維。 5週間後、研究者らはマウスの腸から細菌を採取し、微生物のDNAを分析しました。

「これはニッスルが慣れ親しんできた背景であるためか、多分健康的で多様性の高い背景の中で、私たちはあまり適応を取りませんでした」とフェレイロは言います。 「しかし、健康な微生物叢を持つ人々にプロバイオティクスを使用しないことがよくあることを覚えておく必要があります。 私たちは、多様性が低く、不健康なマイクロバイオームを持つ病気の人々にそれらを使用することになります。 そして、それがプロバイオティクスが進化する可能性が最も高いときの条件のようです。」

潜在的な良いニュース

Dantasと彼の同僚は、これらの発見をPKUのための潜在的なプロバイオティック療法を設計するために適用した。 PKU患者は、多くの食品に見られるタンパク質の構成要素であるフェニルアラニンを分解することができません。 高いフェニルアラニンレベルは脳の損傷を引き起こすので、PKUを持つ人々は厳密に低タンパク食に固執しなければなりません。

「これは機会であり、問​​題ではありません。」

研究者らは、ニッスルに遺伝子を挿入し、それによって細菌はフェニルアラニンを安全に尿中に排泄される化合物に分解する能力を得た。 それから、彼らはフェニルアラニンを代謝する能力を欠いていたマウスに生物工学によって作られたバクテリアを与えました。 翌日、一部のマウスのフェニルアラニン濃度は半分に低下しました。

さらに、研究者らは、1週間の治療後に遺伝子操作株のDNAに有意な変化が見られず、Nissleが短期間でプロバイオティック治療のためのシャーシとして使用するのに安全であるかもしれないことを示唆した。

プロバイオティクスは異なるミクロビオームと食事を持つ個人では進化と行動が異なるという発見は、プロバイオティクスをベースとした医療をパーソナライズするための道を切り開きます。

「進化は与えられたものです。 Dantasは言います。 「私たちはそれを怖がる必要はありません。 進化の原則を使って、それを必要とする人々に注意深く合わせられたより良い治療法を設計することができます。 これは機会であり、問​​題ではありません。」

この研究への支援は、国立衛生研究所、国立科学財団、ケネス・レーニン財団、そしてセントルイスのワシントン大学での親睦活動からもたらされました。

ソース: セントルイスのワシントン大学

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