Znajdź zawartość

Mutacje prowadzące do rozwoju nowotworów mogą być wywołane obecnością bakterii powszechnie występującej w naszych jelitach. Naukowcy z Hubrecht Institute i Princess Maxima Center w Utrechcie przeprowadzili eksperymenty laboratoryjne podczas których modelowe ludzkie jelita poddali działaniu jednego ze szczepów E. coli. Okazało się, że obecność bakterii wywoływała pronowotworowe zmiany w DNA. Takie same zmiany odkryto w DNA osób cierpiących na raka jelita grubego. To pierwsze badania, podczas których wykazano istnienie bezpośredniego związku pomiędzy obecnością bakterii zamieszkujących nasze ciało a pojawieniem się zmian genetycznych prowadzących do nowotworu. Jednym z gatunków bakterii, które mogą być dla nas szkodliwe, jest E. coli. Okazuje się, że jeden z jej szczepów jest „genotoksyczny”. Szczep ten wydziela związek chemiczny o nazwie kolibaktyna, który może uszkadzać DNA komórek naszego organizmu. Od dawna podejrzewano, że genotoksyczne E. coli, obecne u 20% dorosłych, może przyczyniać się do rozwoju nowotworów. Okazuje się, że te genotoksyczne E. coli można... kupić w sklepie. Na rynku obecne są probiotyki zawierające ten genotoksyczny szczep E. coli. Niektóre z tych probiotyków są nawet używane podczas testów klinicznych. Należy jeszcze raz dokładnie przebadać ten szczep. Mimo, że może on przynosić pewne krótkoterminowe korzyści, to probiotyki te mogą doprowadzić do rozwoju nowotworu dziesiątki lat po ich zażyciu, mówi Hans Clevers z Hubrecht Institute. Dotychczas nie było wiadomo, czy bakterie obecne w jelitach mogą prowadzić do kancerogennych mutacji w DNA. Holenderscy uczeni wykorzystali organoidy jelitowe. Organoidy to komórki hodowane w specjalnych trójwymiarowych środowiskach, tworzące miniaturowa narządy będące uproszczonymi modelami prawdziwych narządów w organizmie. Organoidy te zostały podane działaniu genotoksycznego szczepu E. coli. Po pięciu miesiącach naukowcy przeanalizowali DNA komórek organoidów i zbadali mutacje spowodowane przez bakterie. Uczeni stwierdzili, że genotoksyczna E. coli wywołuje dwa jednocześnie występujące rodzaje mutacji. Jedną z nich była zamiana adeniny (A) w którąkolwiek inną zasadę z DNA, a drugą była utrata pojedynczej adeniny z długiego łańcucha adenin. Jednocześnie, w obu mutacjach adenina pojawiała się po przeciwnej stronie podwójnej helisy, w odległości 3–4 par zasad od zmutowanego miejsca. Holendrzy odkryli też mechanizm działania kolibaktyny. Okazało się, że związek ten ma zdolność do przyłączania dwóch adenin w tym samym czasie i ich wzajemnego sieciowania (cross-link). To było jak ułożenie puzzli do końca. Wzorzec mutacji, jaki obserwowaliśmy podczas naszych badań można dobrze wyjaśnić strukturą chemiczną kolibaktyny, stwierdza Cayetano Pleguezuelos-Manzano. Gdy już poznali sposób działania kolibaktyny, postanowili sprawdzić, czy ślady tego oddziaływania można znaleźć u pacjentów. Naukowcy przeanalizowali mutacje w ponad 5000 guzach nowotworowych reprezentujących różne rodzaje nowotworów. Okazało się, że jeden rodzaj nowotworu zdecydowanie się tutaj wyróżnia. W ponad 5% guzów raka jelita grubego było widać wyraźne ślady takiej właśnie mutacji, podczas gdy w innych rodzajach nowotworów były one obecne w mniej niż 0,1% guzów, mówi Jens Puschhof. Ślady takie znaleziono w przypadku takich nowotworów jak nowotwory jamy ustnej czy pęcherza. Wiadomo, że E. coli może infekować te organy. Chcemy zbadać, czy genotoksyczność tej bakterii może wpływać na rozwój nowotworów poza jelitem grubym. Badania te mają olbrzymie znaczenie dla zapobiegania nowotworom. Niewykluczone, że w przyszłości badanie na obecność genotoksycznych E. coli stanie się jedną z metod identyfikowania grup podwyższonego ryzyka, że uda się wyeliminować z jelit szkodliwy szczep E. coli, czy też, że pozwoli to na bardzo wczesną identyfikację choroby. Badania opisano na łamach Nature. « powrót do artykułu

Twórcy startupu z Doliny Krzemowej zaproponowali probiotyk ZBiotics z genetycznie zmodyfikowanymi bakteriami, który pomaga zapobiegać kacowi. Po spożyciu alkoholu w organizmie powstaje aldehyd octowy. To toksyczna substancja, która powoduje nieprzyjemne objawy: ból głowy, nudności czy wymioty. Spożycie probiotyku przed wypiciem pierwszego drinka, kieliszka wina itp. ma pomóc w rozłożeniu aldehydu. ZBiotics zawiera "dobre" bakterie, które zostały zmodyfikowane genetycznie, by rozkładać CH3CHO. Musieliśmy stworzyć coś nowego, by poradzić sobie z problemem nierozwiązanym przez naturę. Podstawą do opracowania ZBioticsu był pomysł, by skierować albo wykorzystać możliwości bakterii, okiełzać je, ażeby uzyskać cechy użyteczne dla ludzi - tłumaczy Zack Abbott, założyciel firmy. Abbott, z wykształcenia mikrobiolog, wybrał laseczki sienne (Bacillus subtilis) i zmodyfikował je w taki sposób, by wytwarzały enzym do rozkładu aldehydu octowego. To odpowiednik enzymu produkowanego w tym samym celu przez nasze wątroby, tyle tylko że w przypadku probiotyku jest on dostarczany bezpośrednio do przewodu pokarmowego. ZBiotics jest sprzedawany w niewielkich 15-ml buteleczkach. Za jedną trzeba zapłacić od 9 do 12 dolarów. Producent podkreśla, że preparat składa się tylko z wody, naturalnej substancji smakowej i B. subtilis ZB183. Mogą w nim występować niewielkie ilości soi (soję wykorzystano w hodowli laseczek; przed butelkowaniem stosuje się płukanie, ale śladowe jej ilości mogą pozostać). Abbott dodaje, że probiotyk pomaga w usuwaniu nieprzyjemnych skutków picia alkoholu, ale nie chroni przed stanem upojenia ani nie przyspiesza trzeźwienia. Amerykanin zaleca, by dla uzyskania optymalnych efektów stosować ZBiotics z innymi metodami i dbać o odpowiednią ilość snu oraz nawodnienie. Przypomina też o odpowiedzialnym piciu alkoholu.   « powrót do artykułu

Kimchi, tradycyjne danie kuchni koreańskiej z fermentowanych warzyw, zyskuje na świecie coraz większą popularność jako probiotyk. Okazuje się jednak, że napój kimchi może znaleźć zupełnie inne zastosowanie - w leczeniu łysienia. Naukowcy z Dankook University w Korei Południowej zebrali grupę 46 kobiet i mężczyzn. Do oceny zaawansowania łysienia u mężczyzn stosowano 8-stopniową skalę Hamiltona-Norwooda (w studium wzięli udział mężczyźni ze stopniami wyłysienia II-V, gdzie II oznacza niewielkie przerzedzenie włosów w kątach czołowych, a V znaczne wyłysienie w okolicy czołowej i w obrębie szczytu głowy), a u kobiet 3-stopniową skalę Ludwiga (w badaniu wzięły udział panie ze stopniami łysienia I-III; stopień I oznacza widoczne przerzedzenie włosów obejmujące centralną część skóry głowy z zachowaniem 2–3-centymetrowego pasma owłosienia w okolicy czołowej, a stopień III prawie całkowite wyłysienie w centralnej części skóry głowy z zachowaniem 2–3-centymetrowego pasma owłosienia w okolicy czołowej). Wszystkich ochotników instruowano, by przed wizytą w szpitalu umyć głowę i nie używać kosmetyków do stylizacji włosów. Analizy prowadzono w obrębie szczytu głowy. By zidentyfikować obszar do kolejnych pomiarów, skórę tatuowano. Gęstość włosów (ich liczbę na cm2) mierzono w 5 miejscach w 60-krotnym powiększeniu, a grubość włosów oceniano na podstawie 5 kosmyków (przy 100-krotnym powiększeniu). Ochotnicy mieli 2 razy dziennie - przed śniadaniem i wieczorem - wypijać 80 ml napoju Mogut (napoju na bazie kimchi i fermentowanej pasty sojowej cheonggukjang). Na początku średnia liczba włosów wynosiła 85,98±20,54 wł./cm2, a średnia grubość włosa sięgała 0,062±0,011 mm. Po miesiącu picia preparatu wartości te wzrosły do, odpowiednio, ~90 (90,28±16,13) i 0,068±0,008 mm, a po 4 miesiącach terapii do, odpowiednio, ~92 (91,54±16,29) i 0,066±0,009 mm. Po miesiącu picia napoju u 63% pacjentów (29 osób) zaobserwowano wzrost zarówno liczby, jak i grubości włosów, a u 21,8% (10) i 4,3% (2) ochotników stwierdzono poprawę, odpowiednio, tylko ich grubości albo tylko ich liczby. U 10,9% badanych nie wystąpiła poprawa żadnego parametru. Po 4 miesiącach 54,3% (25) pacjentów wykazywało poprawę i liczby, i grubości włosów, a u 21,8% (10) i 17,4% (8) wystąpiły poprawy tylko jednego parametru; odpowiednio, grubości i liczebności. U 6,5% (3) badanych nie zmienił się żaden z parametrów. Obecne leki wywołują skutki uboczne [np. biegunkę], dlatego zazwyczaj stosuje się je czasowo. Odkryliśmy, że kimchi może sprzyjać wzrostowi włosów i likwidować łysienie. Dla pacjenta to bezpieczniejsza strategia terapeutyczna - napisali autorzy artykułu z World Journal of Men's Health. Koreańczycy sugerują, że wzrost liczby i grubości włosów to skutek zapoczątkowania fazy anagenowej (wzrostu włosa) w mieszkach włosowych w odpowiedzi na probiotyk. « powrót do artykułu

Badacze z MIT wykazali, że dzięki kombinacji antybiotyków i probiotyków możliwe jest wytępienie dwóch szczepów lekoopornych bakterii, które często infekują rany. Aby to osiągnąć, zamknęli bakterie probiotyczne w ochronnej powłoce z kwasu alginowego, co uchroniło je przed zabiciem przez antybiotyki. Obecnie wiele bakterii zyskało oporność na antybiotyki, co jest poważnym problemem z punktu widzenia ludzkiego zdrowia. Myślimy, że jednym ze sposobów walki z nimi jest zamknięcie w kapsułach probiotyków i umożliwieniem im wykonywania ich pracy, mówi Ana Jaklenec z Koch Institute for Integrative Cancer Research na MIT. Jeśli przyszłe testy na zwierzętach i ludziach wykażą skuteczność tego podejścia, odpowiednie kombinacje probiotyków i antybiotyków mogą zostać zintegrowane ze środkami opatrunkowymi, gdzie pomogą leczyć chronicznie zakażone rany. Już wcześniej naukowcy próbowali leczyć chroniczne rany za pomocą bakterii probiotycznych i w przypadku pacjentów z oparzeniami można było mówić o pewnych sukcesach. Jednak zwykle bakterie probiotyczne nie są w stanie zwalczyć mikroorganizmów infekujących rany. Połączenie probiotyków z antybiotykami mogłoby dać lepsze wyniki, ale antybiotyki zabiją probiotyki. Naukowcy z MIT poradzili sobie z tym problemem, zamykając probiotyki w ochronnej powłoce. Wybrali kwas alginowy, ponieważ jest już on używany w opatrunkach, a jego zadaniem jest odciąganie wilgoci z rany. Ponadto zespół z MIT zauważył, że kwas ten wchodzi w skład biofilmu, za pomocą którego bakterie chronią się przed antybiotykami. Przeanalizowaliśmy skład biofilmów i odkryliśmy, że podczas infekcji bakteriami Pseudomonas kwas alginowy odgrywa ważną rolę, chroniąc bakterię przed antybiotykami. Dotychczas nikt nie wpadł na pomysł, by wykorzystać to do ochrony dobroczynnych bakterii przed antybiotykami, mówi główny autor badań, Zhihao Li. Na potrzeby badań wykorzystano komercyjnie dostępny środek Bio-K+, który zawiera trzy szczepy Lactobacillus. Wiadomo, że zabijają one metycylinoopornego gronkowca złocistego (MRSA). Nie jest jednak znany mechanizm, za pomocą którego są w stanie tego dokonać. Probiotyk został zamknięty z ochronnej powłoce z kwasu alginowego i połączony z tobramycyną, antybiotykiem, który zabija Pseudomonas aeruginosa, kolejną bakterię infekującą rany. Podczas testów laboratoryjnych połączony antybiotyk z probiotykiem zabijały wszystkie MRSA i Pseudomonas aeruginosa na szalce Petriego. Gdy podobne testy przeprowadzono bez zamykania probiotyków w powłoce ochronnej, ginęły one od antybiotyku, przez co MRSA przeżywały. Gdy użyjemy jednego z tych środków, albo probiotyku, albo antybiotyku, nie będzie on w stanie zabić wszystkich patogenów. To bardzo ważne w praktyce klinicznej, gdzie mamy do czynienia z ranami zakażonymi różnymi bakteriami, a antybiotyki nie są w stanie zabić ich wszystkich, dodaje Li. Dodatkową zaletą środków wykorzystanych podczas wspomnianych badań jest fakt, że zarówno probiotyki, jak i kwas alginowy są już dopuszczone do użytku na ludziach. « powrót do artykułu

Zespół z działającego przy Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej Koła Naukowego Biotechnologów Herbion pracuje nad stworzeniem substytutu jogurtu na bazie prosa. Produkt ma być lokalnym i tańszym odpowiednikiem dostępnych na rynku jogurtów wykorzystujących mleko kokosowe, ryżowe i sojowe. Osoby, które rezygnują z nabiału, np. dlatego, że mają skazę mleczną i nie tolerują białek mleka albo decydują się na dietę wegańską, często odmawiają sobie jakichkolwiek produktów probiotycznych – mówi Cezary Piwowarczyk. A probiotyki mają bardzo pozytywny wpływ na stan naszego układu pokarmowego, czyli nasze zdrowie. Pomyślałem, że moglibyśmy spróbować jakoś je zastąpić. Tak narodził się pomysł zrobienia jogurtu na bazie surowców zbożowych. Studenci wybrali proso, bo ma wiele cennych właściwości. Jest bezglutenowe – zaznacza Klaudia Wojtachnio. To sprawia, że także osoby, które mają celiakię czy alergię na gluten, mogłyby bez obaw spożywać taki jogurt, a należy zaznaczyć, że gluten jest, zaraz po mleku, jednym z najczęstszych alergenów. Dodatkowo proso zawiera m.in. fosfor, krzem, żelazo, cynk czy witaminy B1 i B2. Ze względu na te ostatnie, nasz produkt byłby prawdziwą bombą witamin z grupy B, ponieważ bakterie zawarte w jogurcie również są w stanie je produkować. Proso jest też tanie i łatwo dostępne. Dodatkowo, co typowe dla roślinnych alternatyw mleka, nie znajdziemy w nim laktozy ani cholesterolu. Są w nim za to nienasycone kwasy tłuszczowe (zdrowsze niż nasycone) i błonnik. Niektóre badania wykazały, że proso zawiera związki, które wykazują zdolność obniżania cholesterolu, a także poziomu insuliny i glukozy we krwi – dodaje Cezary Piwowarczyk. W pogoni za smakiem Do tej pory młodzi biotechnolodzy więcej czasu niż w laboratorium spędzili w bibliotece. Zrobiliśmy dokładny przegląd literaturowy – opowiada Cezary Piwowarczyk. Szukaliśmy, czy ktoś już taki produkt opracował, a jeśli tak, czy ma na niego patent. Sprawdzaliśmy, czy są sposoby produkcji, na których moglibyśmy się oprzeć, czy musimy zaczynać od zera. Czytaliśmy też, jak kształtuje się popyt na mleko i jego alternatywy. Studenci nie znaleźli informacji o jogurcie z prosa, ale na podstawie opisanych procesów technologicznych dla ryżu, owsa i soi przygotowali wstępny szkic swoich działań. Okazało się także, że warto szukać alternatyw nabiału, bo w społeczeństwach zachodnich cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Korzystamy z dostępnych kultur starterowych, które każdy może kupić, dodać do mleka i zrobić sobie jogurt w domu – opowiada Cezary Piwowarczyk. To zestawy mikroorganizmów, które odpowiadają za konkretne właściwości produktu. Sprawdzamy, jak te kultury przyjmują się na naszym napoju z prosa, jak go fermentują, czy są w stanie go zagęścić, nadać mu ciekawy aromat. Chcemy optymalizować proces do momentu uzyskania produktu, który będzie smaczny. Właściwy smak to klucz do sukcesu. Jogurty na bazie składników roślinnych często pozostawiają w tej kwestii wiele do życzenia. Pole do popisu Żeby rozwijać swój projekt, studenci nawiązali współpracę z Instytutem Biochemii i Biofizyki PAN. Znajduje się tam analizator, który monitoruje przebieg fermentacji poprzez m.in. rejestrację pH czy zmian temperatury – wyjaśnia Klaudia Wojtachnio. Dzięki temu będziemy w stanie stwierdzić, jak dana kultura starterowa fermentuje nasz napój i ile to trwa. Pozwoli nam to ustalić właściwe warunki dla tego procesu i znacznie przyspieszy optymalizację produkcji. Członkowie Koła Naukowego Biotechnologów Herbion myślą także o tym, by ich produkt był synbiotyczny, czyli łączył probiotyk (żywe mikrobiologiczne dodatki żywieniowe, korzystnie działające na organizm gospodarza poprzez poprawę równowagi mikroflory jelitowej) i prebiotyk (substancje stymulujące rozwój prawidłowej flory jelit, odporne na działanie enzymów trawiennych). To z kolei wiąże się z jeszcze większym skomplikowaniem całego procesu. Stworzenie technologii, którą można by wprowadzić w produkcji produktu przeznaczonego na rynek, to kwestia miesięcy, a może nawet lat. Biotechnologia spożywcza bardzo prężnie się jednak rozwija i wciąż ma ogromny potencjał, który – co udowadniają studenci Politechniki Warszawskiej – można wykorzystać. Nad projektem pracuje osiem osób: Klaudia Wojtachnio, Cezary Piwowarczyk, Anna Cieciuch, Maria Hayder, Joanna Jasińska, Agata Krosman, Urszula Mościbrodzka oraz Zuzanna Zając. Wszyscy studiują biotechnologię na PW. « powrót do artykułu

Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że obecnie probiotyki występują w wielu produktach. Ostatnio zespół z Wake Forest Baptist Medical Center zidentyfikował jednak "dość nietypowe" ich źródło: zużyte pieluszki. Naukowcy opracowali probiotyczny koktajl z szczepów bakterii jelitowych z kału niemowląt. Wg nich, mogą one pomóc w zwiększeniu produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (ang. short-chain fatty acids, SCFAs). Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są kluczowym elementem dobrego zdrowia jelit [dzieje się tak, bo m.in. odżywiają wyściółkę jelit, zmniejszają stan zapalny i pomagają w kontroli apetytu]. Ludzie z cukrzycą, otyłością, chorobami autoimmunologicznymi i nowotworami mają często mniej SCFAs. Zwiększenie ich stężenia może pomóc w zachowaniu lub odtworzeniu normalnego środowiska jelitowego i, miejmy nadzieję, w poprawie stanu zdrowia - podkreśla dr Hariom Yadav. Dostrzegając lukę we wcześniejszych badaniach, ekipa z Wake Forest Baptist Medical Center postanowiła się zająć wpływem szczepów probiotyków pozyskiwanych z próbek kału zdrowych osób. Dzieci są zazwyczaj całkowicie zdrowe i z oczywistych względów nie cierpią na choroby związane ze starzeniem, np. cukrzycę [...]. Ich kał jest zaś [ogólnie i] łatwo dostępny. W ramach badań Yadav i inni pobierali próbki kału z pieluszek 34 zdrowych niemowląt. Po wyizolowaniu, charakteryzacji i potwierdzeniu bezpieczeństwa pochodzących z przewodu pokarmowego szczepów Lactobacillus i Enterococcus o właściwościach probiotycznych, Amerykanie wybrali z 321 analizowanych 10 najlepszych szczepów. Później myszom podawano pojedynczą dawkę albo serię pięciu dawek koktajlu 10 szczepów. Tę samą mieszaninę probiotyków w takich samych dawkach wprowadzono również do pożywki z ludzkim kałem. Okazało się, że zarówno u myszy, jak i w medium pojedyncza dawka i układ 5-dawkowy modulowały mikrobiom jelitowy i zwiększały produkcję SCFAs. Nasze badania zapewniają dowody, że probiotyki pochodzenia ludzkiego mogą zostać wykorzystane w interwencji bioterapeutycznej na choroby związane z dysbiozą i zmniejszoną produkcją SCFAs w przewodzie pokarmowym. « powrót do artykułu

Dodawanie probiotyków do pokarmu dla pszczół sprawia, że stają się one bardziej oporne na nozemozę, grzybicę, która wiąże się z zespołem masowego ginięcia pszczoły miodnej (ang. Colony Collapse Disorder, CCD). Zgodnie z badaniami specjalistów z Uniwersytetu Laval, probiotyki mogą zmniejszyć wskaźnik śmiertelności nawet o 40%. Nozemoza jest wywoływana przez pochodzące z Azji jednokomórkowe grzyby Nosema ceranae. Pszczoły zjadają je z pokarmem. W normalnych okolicznościach grzyb nie powoduje u pszczół żadnych problemów. Jeśli jednak pszczoły są poddawane stresowi, [rosnący w komórkach ścian jelita] mikroorganizm może pokonać układ odpornościowy, wywołując zakażenie upośledzające zdolność do żerowania i opiekę nad larwami, zaburzające orientację i zwiększające śmiertelność - wyjaśnia prof. Nicolas Derome. Obecnie nozemozę leczy się antybiotykami, ale ich skuteczność spada, bo pojawiły się oporne szczepy grzyba. Poza tym produkty te mogą zabijać korzystne bakterie z mikroflory jelitowej pszczół. Musieliśmy znaleźć inne rozwiązania, stąd pomysł, by przetestować probiotyki. Kanadyjczycy umieszczali pszczoły w laboratoryjnych klatkach. Oceniali skuteczność 4 probiotyków (interesowało ich zarówno zapobieganie, jak i leczenie nozemozy). Preparaty Bactocell i Levucell stosuje się na farmach świń, drobiu, krewetek czy łososi, a pozostałe dwa to bakterie wyizolowane z mikrobiomu zdrowych pszczół. Wszystkie probiotyki mieszano z syropem cukrowym. Po 2 tygodniach testów zauważono, że w porównaniu do grupy kontrolnej, wskaźnik śmiertelności pszczół otrzymujących probiotyk był niższy o 20-40%. Wszystkie testowane probiotyki zapewniały podobną skuteczność. Ważne, by odnotować, że [...] probiotyki nie zmniejszały liczebności grzybów u pszczół, ale pozwalały owadom lepiej je tolerować. Autorzy publikacji z pisma Frontiers in Ecology and Evolution zamierzają wykorzystać fakt, że w mikrobiomie pszczół znajdują się bakterie pomagające w walce z nozemozą. Testy, które przeprowadziliśmy na koloniach pszczół, sugerują, że najlepszym kandydatem jest Parasaccharibacter apium. Zidentyfikowaliśmy także inne obiecujące szczepy bakterii i teraz mamy nadzieję opracować kombinację probiotyków do zwalczania nozemozy. [Należy jednak pamiętać, że] realnym rozwiązaniem [problemu tej choroby] jest wskazanie i skorygowanie źródeł pszczelego stresu. « powrót do artykułu