Οι εταιρείες στοιχηματίζουν στα βακτήρια σχεδιαστών ως νέο τρόπο αντιμετώπισης της νόσου



Κάποια στιγμή τον επόμενο χρόνο, εθελοντές στις ΗΠΑ θα μπορούσαν να αρχίσουν να καταπίνουν κάψουλες γεμάτες με γενετικά τροποποιημένα Ε. coli .

Τα πειραματικά χάπια, σχεδιασμένα από Συνλογική , μια startup συνθετικής βιολογίας στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης, περιέχει βακτήρια που έχουν σχεδιαστεί για τη θεραπεία μιας σπάνιας μεταβολικής νόσου, αναγνωρίζοντας πότε φτάνουν στο στομάχι ενός ατόμου και στη συνέχεια απορροφούν μεγάλες ποσότητες αμμωνίας.





Η θεραπεία, που προγραμματίζεται για την πρώτη της κλινική δοκιμή το 2017, είναι ένα πρώιμο παράδειγμα αυτού που οι ιδρυτές της εταιρείας αποκαλούν συνθετικά βιοτικά—ή εντερικά βακτήρια προικισμένα με γενετικά προγράμματα που τους επιτρέπουν να αισθανθούν κάτι που συμβαίνει στο σώμα και στη συνέχεια να αναλάβουν δράση, όπως π. χορηγούν ένα φάρμακο ή απελευθερώνουν μια έγχρωμη χημική ουσία χρήσιμη σε μια διαγνωστική δοκιμή.

Η ιδέα της κατάποσης γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων μπορεί να φαίνεται περίεργη. Όμως, τα ειδικά κατασκευασμένα μικρόβια θα μπορούσαν να είναι ένας νέος τρόπος για να αναλάβουν φυσιολογικές λειτουργίες που δεν μπορεί να εκτελέσει το ίδιο το σώμα των ανθρώπων εάν είναι άρρωστοι και ένα υποκατάστατο για χάπια ή ενέσεις.

Τροποποίηση βακτηρίων σε φάρμακα

  • Ernest Pharmaceuticals, Amherst, Μασαχουσέτη

    Κατασκευασμένη σαλμονέλα για τη θεραπεία του καρκίνου



  • GenCirq, Σαν Ντιέγκο

    Βακτήρια που σκοτώνουν τον καρκίνο

    εικόνα γεννήτριας πλαστών ατόμων
  • Synlogic, Cambridge, Μασαχουσέτη

    Ε. coli χάπια για διάφορες ασθένειες

  • Trayer Biotherapeutics, Rockville, Maryland

    Βακτήρια γιαουρτιού για τη θεραπεία της φαινυλκετονουρίας

  • ActoGenix/Intrexon, Γάνδη, Βέλγιο

    Δοκιμές χαπιών γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων στην Ευρώπη



Τα έξυπνα βακτήρια θα μπορούσαν να είναι η πρώτη ιατρική χρήση μιας μορφής συνθετικής βιολογίας που διαδόθηκε από τον συνιδρυτή της Synlogic και καθηγητή του MIT Τζέιμς Κόλινς, ξεκινώντας το 2000. Εκείνη τη χρονιά, ο Κόλινς, παίρνοντας το σύνθημά του από τα ηλεκτρονικά, κατασκεύασε αυτό που είναι ουσιαστικά ένας διακόπτης εναλλαγής Ε. coli —ένα κύκλωμα που περιλαμβάνει δύο γονίδια που θα μπορούσαν να κάνουν flip-flop μεταξύ των καταστάσεων. Ήταν μια εξαιρετική επίδειξη και αμέσως μετά, οι επιστήμονες του Πρίνστον ανακοίνωσαν ότι είχαν φτιάξει ένα φθορίζον βακτήριο που μπορούσε να αναβοσβήνει και να σβήνει.

Η ιδέα ήταν να προγραμματιστούν τα κύτταρα για να εκτελούν κάθε είδους νέες και χρήσιμες λειτουργίες. Αποδείχθηκε ακαταμάχητο—υπήρξαν αμέτρητες ομάδες εμπειρογνωμόνων, α Ομιλία TED , και ένα διεθνής φοιτητικός διαγωνισμός .

Αλλά το σχέδιο της Synlogic για ένα γενετικά τροποποιημένο χάπι είναι μια από τις πρώτες συγκεκριμένες ιατρικές εφαρμογές τέτοιων ιδεών. Περιλαμβάνει τη διαγραφή και την προσθήκη πολλών γονιδίων σε ένα αβλαβές στέλεχος Ε. coli , το βακτήριο του εντέρου, ώστε να αναπτύσσει άσβεστη όρεξη για αμμωνία, που σχηματίζεται από το άζωτο που παίρνουμε από την κατανάλωση πρωτεΐνης.

Κανονικά, το επιπλέον άζωτο μετατρέπεται σε ουρία και απλώς το κατουρούμε. Αλλά μερικοί άνθρωποι δεν μπορούν να το επεξεργαστούν αρκετά γρήγορα. Αντίθετα, καταλήγουν σε επίπεδα αμμωνίας που μπορεί να είναι αρκετά τοξικά για να σκοτώσουν νεογέννητα και σε παιδιά και ενήλικες μπορεί να προκαλέσουν παραλήρημα και θυμωμένη συμπεριφορά. Synlogic's Ε. coli θα έπαιρνε αμμωνία και θα τη μετέτρεπε σε αργινίνη, ένα αβλαβές αμινοξύ.

Ένα άτομο πιθανότατα θα κατάπιε μια κάψουλα μία φορά την ημέρα που περιέχει περίπου 100 δισεκατομμύρια βακτήρια, λέει ο J.C. Gutierrez, Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας. Η εταιρεία έχει μέχρι στιγμής συγκεντρώσει 70 εκατομμύρια δολάρια, μεταξύ άλλων από την Atlas Venture, την επενδυτική εταιρεία που συγκέντρωσε επίσης την ιδρυτική ομάδα της startup.

εταιρείες βιοτεχνολογίας κατά της γήρανσης

Δεν είναι μόνο σπάνιες ασθένειες που στοχοποιούνται με επανασχεδιασμένα βακτήρια. Οι νεοσύστατες εταιρείες όπως Ernest Pharmaceuticals , που δημιουργήθηκε πρόσφατα από τον καθηγητή του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης, Neil Forbes, σχεδιάζει να καταπολεμήσει τον καρκίνο χρησιμοποιώντας σαλμονέλα, ένα βακτήριο που είναι γνωστό ότι προκαλεί τροφική δηλητηρίαση που έχει επίσης τη συνήθεια να συγκεντρώνεται σε όγκους.

Το Forbes πιστεύει ότι τα μικρόβια μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να αναγνωρίζουν ότι βρίσκονται σε όγκο και να απελευθερώνουν αντικαρκινικά φάρμακα πολύ τοξικά για να χορηγηθούν ως ένεση.

Προηγουμένως, μια ευρωπαϊκή εταιρεία, η ActoGenix, εξέτασε χάπια που περιέχουν γενετικά τροποποιημένα βακτήρια, αλλά κανένα χάπι γενετικά τροποποιημένων μικροβίων δεν έχει κυκλοφορήσει ακόμη και η ιδέα παραμένει αρκετά νέα ώστε να μην υπάρχει συμφωνία για το πώς θα ονομαστούν τέτοια φάρμακα. Ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ τα έχει χαρακτηρίσει ως ζωντανά βιοθεραπευτικά προϊόντα.

οι τέσσερις βιομηχανικές επαναστάσεις

Επί του παρόντος, οκτώ έως 10 σφάλματα GM περιμένουν το πράσινο φως από τον FDA για πρώιμες δοκιμές στις ΗΠΑ, εκτιμά ο Yamil Hernandez, συνιδρυτής της Trayer Biotherapeutics, μιας startup στο Μέριλαντ που σκοπεύει να κατασκευάσει ένα βακτήριο γιαουρτιού, το γαλακτοβάκιλλο, για κατανάλωση. φαινυλαλανίνη, ένα συστατικό του γάλακτος, των ξηρών καρπών και του Coke Zero και άλλων αναψυκτικών διαίτης που μερικοί άνθρωποι δεν μπορούν να χωνέψουν. Ο Hernandez λέει ότι ένα μικρόβιο που έχει σχεδιαστεί για να το μεταβολίζει θα μπορούσε να πασπαλιστεί ως σκόνη στο φαγητό.

Είναι σαν πεινασμένος, πεινασμένος ιπποπόταμος, απλώς με μια πολύ έντονη προτίμηση για τη φαινυλαλανίνη, λέει.

Η χρήση βακτηρίων ως θεραπεία δεν είναι καινούργια στην ιατρική. Το εμβόλιο κατά της φυματίωσης γίνεται με εξασθενημένα μικρόβια. Και η αγορά προβιοτικών των ΗΠΑ - αυτά τα χάπια και τα γιαούρτια σε καταστήματα υγιεινής διατροφής που περιέχουν υγιή βακτήρια του εντέρου - αξίζει 3,5 δισεκατομμύρια δολάρια.

Κανείς, όμως, δεν είναι σίγουρος πώς να ρυθμίσει ένα χάπι ΓΤ που το περιεχόμενο του είναι ζωντανό και πιθανόν να καταλήξει σε λεκάνες τουαλέτας. Ο Gutierrez λέει ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, ανάλογα με τον τρόπο τροποποίησης του μικροβίου, η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ μπορεί να χρειαστεί να υπογράψει εκτός από τον FDA.

Ένας κίνδυνος είναι ότι τα βακτήρια μπορούν να ανταλλάξουν DNA μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι οι γενετικές αλλοιώσεις των εταιρειών θα μπορούσαν να καταλήξουν σε έναν εντελώς διαφορετικό οργανισμό. Στην πράξη, οι επιστήμονες λένε ότι οι οργανισμοί με τεχνητά γονιδιώματα έχουν ελάχιστες πιθανότητες έναντι των άγριων βακτηρίων τους. Τα μικρόβια συνήθως πεθαίνουν και το γενετικό τους φορτίο εξαφανίζεται.

Η Synlogic λέει ότι τα μικρόβια της έχουν κάποια πρόσθετα χαρακτηριστικά προγραμματισμένα στο γονιδίωμα που τα καθιστούν ασφαλέστερα. Ο Gutierrez λέει ότι το πρόγραμμα κατανάλωσης αμμωνίας θα ενεργοποιηθεί μόνο σε περιβάλλον χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο όπως το ανθρώπινο έντερο. Εξαρτάται επίσης από ένα θρεπτικό συστατικό, τη θυμιδίνη, που δεν βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα στον πεπτικό σωλήνα. Λέει ότι εξαιτίας αυτού, τα μικρόβια θα διαιρεθούν μόνο μία φορά πριν πεθάνουν.

κρύβω

Πραγματικές Τεχνολογίες

Κατηγορία

Χωρίς Κατηγοριοποίηση

Τεχνολογία

Βιοτεχνολογία

Τεχνική Πολιτική

Την Αλλαγή Του Κλίματος

Άνθρωποι Και Τεχνολογία

Silicon Valley

Χρήση Υπολογιστή

Περιοδικό Mit News

Τεχνητή Νοημοσύνη

Χώρος

Έξυπνες Πόλεις

Blockchain

Feature Story

Προφίλ Αποφοίτων

Σύνδεση Αποφοίτων

Δυνατότητα Ειδήσεων Mit

1865

Η Θέα Μου

77 Mass Ave

Γνωρίστε Τον Συγγραφέα

Προφίλ Στη Γενναιοδωρία

Βλέπεται Στην Πανεπιστημιούπολη

Επιστολές Αποφοίτων

Νέα

Εκλογές 2020

Με Ευρετήριο

Κάτω Από Τον Θόλο

Πυροσβεστική Μάνικα

Άπειρες Ιστορίες

Πανδημικό Τεχνολογικό Έργο

Από Τον Πρόεδρο

Θέμα Εξώφυλλου

Φωτογραφίες

Συνιστάται