提供有益的细菌

人类的消化道包含数以万亿计的细菌,其中许多帮助消化食物和抵抗有害细菌。最近的研究表明,这些细菌可能会影响,无论是好是坏,人类疾病如糖尿病、心脏病和癌症。

科学家们更多地了解了这些细菌,这些人群,提高了操纵的可能性统称为微生物,可以改善人类健康。

展望未来,麻省理工学院的一组科学家已经开发出一种战略提供大量有益人类肠道细菌。

“一旦微生物更好的理解,我们可以使用这个交付平台目标某些地区和某些种类介绍,“安娜Jaklenec说,麻省理工学院的科学家的科赫研究所综合癌症研究和论文的主要作者之一的描述这种方法于9月12日发表的《先进材料》杂志上。

Jaklenec和他的同事们开发了一种方法来外套与聚合物层,保护他们免受细菌的酸和胆汁盐在消化道中找到。当到达肠道微生物,它们附着在肠道粘膜,并开始繁殖。

“交付的细菌,他们坚持肠壁,在那里他们生存比noncoated细菌,”科赫研究所博士后亚伦安瑟莫说,论文的第一作者。

David h .科赫研究所教授Robert Langer麻省理工学院和科赫研究所的一员,也是论文的资深作者。其他作者是博士后凯文·麦克休和技术助手杰米·韦伯斯特。

有益的细菌

医生有时推荐有益的细菌,也称为益生菌,对患有胃肠道疾病结肠炎、克罗恩病等。然而,这些场外益生菌补充剂可能含有不同数量的细菌,和可能包括细胞不再是可行的。此外,这些益生菌没有保护涂层,因此它们可以被酸在胃里之前到达肠道。

麻省理工学院的团队决定尝试涂层细菌细胞多糖的薄层,或糖。他们选择两个生物降解多糖称为壳聚糖和海藻酸,之前已被用于其他口头传递技术。这些多糖是已知mucoadhesive,这意味着他们将坚持肠道的粘膜衬里。

在这项研究中,研究人员展示了他们的技术与应变的细菌称为杆菌coagulans,有时被用来治疗结肠炎、肠易激综合症。这个压力不是一般人类肠道中发现但有助于缓解腹痛和腹胀生产乳酸。

外套的细菌,研究人员使用一种技术称为分层技术封装,通过沉积薄,带正、负电荷的交替层材料。芽孢杆菌coagulans表面带负电荷,因此研究者们首先应用一层壳聚糖,带正电,紧随其后的是一层带负电荷的海藻酸。他们总共四层应用每个多糖(两个)。

“这是一个相当温和的过程,所以你不破坏细菌,”Jaklenec说。

这将导致一个非常薄,凝胶状涂料单独封装每个细菌细胞。在小鼠试验中,研究人员表明,这种涂层保护细胞免受酸在胃里,以及胆汁盐。一旦细胞到达肠道,他们定居并开始复制。研究人员发现,涂层细菌的存活率六倍裸细菌。

“越来越多的科学家正在学习,微生物在许多疾病中扮演一个重要的角色,然而,技术安全工具,有效地和精确地工程师缺乏微生物。这项研究可能有助于在这方面通过创建航天飞机运载工具,可以更有效地安全的益生菌通过胃酸和胆汁盐到达肠道,可能修改人类疾病,”乔丹说绿色,生物医学工程副教授约翰霍普金斯大学医学院的,他并没有参与这项研究。

口服交付

这种口服益生菌交付可以取代一个实验性治疗被称为粪便移植,目前在临床试验治疗感染艰难梭状芽胞杆菌,它可以产生严重的结肠炎症。粪便移植涉及隔离有益的细菌从健康人粪便样本,然后将它们传送给病人灌肠或结肠镜检查。

药用,涂布细菌很容易打包成一个胶囊或制成干粉末,可以混合的饮料,研究人员说。

这种策略应与任何类型的细菌表面带电,无论是积极的还是消极的,而且它也可以与其他微生物,如酵母,研究人员说。现在他们正在为使涂料对酸性水平,这可能更容易目标胃肠道的其他部分,这样的结肠。他们也感兴趣,这种方法提供微生物适应身体的其他部位,如皮肤或嘴。