Health

สำรวจว่าไมโครไบโอมส่งผลต่อสุขภาพของเราอย่างไร

นักเคมีสร้างหัววัดสารเคมีที่ปรับแต่งเองซึ่งทำหน้าที่เป็นเหยื่อของโปรตีนที่ออกฤทธิ์ เทคนิคนี้สามารถนำไปใช้กับตัวอย่างจากการวิจัยด้านสิ่งแวดล้อมและของเสียของมนุษย์ เครดิต: Cortland Johnson / Pacific Northwest National Laboratory มากกว่าครึ่งเซลล์บนหรือในร่างกายของเราเป็นจุลินทรีย์ จุลินทรีย์ช่วยให้เราย่อยอาหาร ส่งผลต่ออารมณ์ของเรา และป้องกันเชื้อโรคที่บุกรุกเข้ามา เป็นเวลาเกือบ 20 ปีที่นักวิทยาศาสตร์ได้เชื่อมโยงวิธีการที่ชุมชนจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนของเรา ซึ่งเรียกว่าไมโครไบโอม มีความจำเป็นต่อสุขภาพและการเชื่อมโยงกับโรคได้อย่างไร ตอนนี้พวกเขาต้องการตรวจสอบสิ่งที่จุลินทรีย์ภายในร่างกายของเรากำลังทำอยู่ในนั้น นักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจว่า ตัวอย่างเช่น ข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของจุลินทรีย์ในลำไส้ของคนบางคน สามารถให้ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับสุขภาพของผู้ป่วยได้ การปรับแต่งการรักษาตามเครื่องหมายส่วนบุคคลของสุขภาพหรือโรคเป็นรากฐานสำหรับอนาคตของการดูแลทางการแพทย์ที่เรียกว่ายาแม่นยำ นักชีววิทยาเคมีที่ Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) นำโดย Aaron Wright ได้พัฒนาหัววัดทางเคมีที่ปรับแต่งได้เพื่อศึกษาการทำงานของจุลินทรีย์ในมนุษย์ สัตว์ แมลง และไมโครไบโอมในสิ่งแวดล้อม “เราสามารถใช้หัววัดทางเคมีแบบเดียวกันเพื่อวัดปริมาณของกิจกรรมในส่วนผสมของเอนไซม์จุลินทรีย์ ในเซลล์ที่มีชีวิต และในกลุ่มของจุลินทรีย์ในชุมชน” ไรท์กล่าว ทีมงาน PNNL ได้พัฒนาเครื่องมือระดับโมเลกุลเหล่านี้บางส่วนเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับการวินิจฉัยทางคลินิกในอนาคต เมื่อต้นปีนี้ บริษัท Enzymetrics Bioscience, Inc. ซึ่งเป็นบริษัทที่เริ่มต้นขึ้นได้อนุญาตให้ใช้แพลตฟอร์มตรวจสอบสารเคมีสองแพลตฟอร์มจาก PNNL เพื่อพัฒนาการทดสอบการทำงานของไมโครไบโอมในลำไส้ ความพยายามในเชิงพาณิชย์นี้ยังได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลเพื่อยกย่องความร่วมมือที่ประสบความสำเร็จระหว่างห้องปฏิบัติการของรัฐบาลกลางและอุตสาหกรรม “หนึ่งในแพลตฟอร์มการตรวจสอบสารเคมีที่ได้รับอนุญาตได้รับการปรับแต่งเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างอุจจาระของมนุษย์สำหรับกิจกรรมไมโครไบโอมในลำไส้เฉพาะที่อาจส่งผลต่อผลการรักษามะเร็ง” เจนนิเฟอร์ลีผู้จัดการฝ่ายการค้าของ PNNL กล่าว “ข้อมูลจากแพลตฟอร์ม PNNL ยังช่วยให้แพทย์ปรับแต่งแนวทางการรักษาสำหรับโรคทางเดินอาหารและโรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง” ฟังก์ชั่นโปรตีนของเหยื่อ Probes สำหรับเซลล์ใด ๆ โปรตีนทำงานที่ทำให้มันทำงาน งานนี้มักเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญอาหารหรือการส่งสัญญาณของเซลล์ แต่เพียงเพราะโปรตีนมีอยู่ในเซลล์ ไม่ได้หมายความว่าโปรตีนจะทำงานในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง นักวิจัยของ PNNL มีวิธีในการติดแท็กโปรตีนที่ทำงานอยู่ ซึ่งเรียกว่าการทำโปรไฟล์โปรตีนตามกิจกรรม “ขั้นแรก เราออกแบบโพรบเคมีเพื่อเป็นเหยื่อล่อโมเลกุลสำหรับโปรตีนที่ออกฤทธิ์ซึ่งทำการเปลี่ยนแปลงที่กำหนด” ไรท์กล่าว “จากนั้นเราก็ติดป้ายเหยื่อเพื่อที่เราจะสามารถจับปลาจากความซับซ้อนในชุมชนจุลินทรีย์ได้” นักชีววิทยาเคมี Aaron Wright นำทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ออกแบบและสร้างหัววัดทางเคมีเพื่อกำหนดโปรตีนที่ใช้งานในเซลล์และไมโครไบโอม เครดิต: Andrea Starr / Pacific Northwest National Laboratory หนึ่งในแพลตฟอร์มตรวจสอบสารเคมีที่ได้รับใบอนุญาตเมื่อเร็ว ๆ นี้ตรวจพบโปรตีนจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดผลข้างเคียงจากยาบางชนิด เช่นเดียวกับที่เซลล์ของเราดำเนินการกับยาที่เราใช้เพื่อรักษาอาการหรือโรค จุลินทรีย์ในลำไส้ของเราดำเนินการกับยาเหล่านั้นด้วย เมื่อจุลินทรีย์ในลำไส้ผลิตเอนไซม์เบตา-กลูคูโรนิเดส เมตาบอลิซึมของพวกมันอาจทำให้เกิดปัญหาได้ นั่นเป็นเหตุผล: ในขณะที่เซลล์ของมนุษย์แปรรูปยา พวกมันจะใส่น้ำตาลบางชนิดเข้าไปเพื่อทำเครื่องหมายเพื่อนำยาออก แบคทีเรียบางชนิดในลำไส้ผลิต beta-glucuronidase เมื่อยาที่มีน้ำตาลเข้าสู่แบคทีเรียเหล่านี้ เอ็นไซม์นั้นจะตัดน้ำตาลออก ผลที่ได้คือยายังคงหมุนเวียนอยู่ในร่างกายนานกว่าที่ตั้งใจไว้ ซึ่งอาจทำให้เกิดผลข้างเคียงได้ ตัวอย่างเช่น ยาไอริโนทีแคนเป็นยาทางเลือกแรกสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก เพราะมีประสิทธิภาพมาก อย่างไรก็ตาม หากผู้ป่วยมีระดับ beta-glucuronidase จาก microbiome ในลำไส้เพิ่มขึ้น ผลข้างเคียงของยานี้คืออาการท้องร่วงอย่างรุนแรง อาจต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการรักษาที่สูญเสียไปเพื่อเปลี่ยนคนอื่นให้ใช้ยาอื่นที่ไม่ได้รับผลกระทบจาก beta-glucuronidase ในการสร้างหัววัดทางเคมีเพื่อตรวจหากิจกรรมของ beta-glucuronidase ในการทดสอบวินิจฉัย นักวิทยาศาสตร์ของ PNNL ได้พัฒนาโมเลกุลที่คล้ายกับน้ำตาลที่เอนไซม์นี้รู้จักเป็นอันดับแรก นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มฉลากเรืองแสงลงในตัวอย่างเพื่อตรวจสอบว่าโพรบเชื่อมต่อกับที่ใด ฉลากนี้คลิกบนโพรบที่จับกับเอนไซม์และเรืองแสง จากนั้นนักวิทยาศาสตร์จะวัดปริมาณการเรืองแสงจากตัวอย่างเพื่อหาปริมาณของเบตา-กลูคูโรนิเดสที่ออกฤทธิ์ ทีมงานได้ปรับปรุงโพรบและเทคนิคการเตรียมตัวอย่างเพื่อใช้แพลตฟอร์มนี้กับตัวอย่างอุจจาระของมนุษย์ การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องผ่านการอนุญาตนี้กำลังดำเนินการเพื่อเปลี่ยนแนวทางจากการทดลองในห้องปฏิบัติการเป็นการทดสอบวินิจฉัยที่เชื่อถือได้สำหรับคลินิก การใช้งานรวมถึงไมโครไบโอมด้านสิ่งแวดล้อมและวิทยาศาสตร์การสัมผัส จุดแข็งของเทคโนโลยีโพรบเคมีของ PNNL คือการตรวจจับและหาปริมาณกิจกรรมของโปรตีนในตัวอย่างที่ซับซ้อน เช่น ไมโครไบโอม การวัดการทำงานของเซลล์ในระดับต่างๆ จะให้รายละเอียดระดับโมเลกุลเกี่ยวกับการทำงานร่วมกันของระบบที่มีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์หรือจุลินทรีย์ในดินที่ย่อยสลายเศษใบไม้ ไรท์และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาโพรบเพื่อระบุเอ็นไซม์ในจุลินทรีย์ในดินที่สลายเซลลูโลส ซึ่งเป็นส่วนประกอบของพืชที่ต้องการสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ พวกเขายังได้พัฒนาโพรบที่เลียนแบบวิตามินบีทั่วไป เพื่อช่วยให้เข้าใจว่าสารอาหารเหล่านี้กำหนดองค์ประกอบของไมโครไบโอมในสิ่งแวดล้อมและในมนุษย์อย่างไร สำหรับการใช้งานด้านสุขภาพของมนุษย์ นักวิจัยของ PNNL ได้ใช้โพรบเหล่านี้เพื่อติดตามว่าอาหารที่มีไขมันส่งผลต่อการเผาผลาญของตับหรือปอดในลักษณะที่อาจส่งผลต่อวิธีที่ร่างกายดำเนินการกับยาอย่างไร พวกเขาได้ติดตามว่าเอ็นไซม์ล้างพิษที่สำคัญในเนื้อเยื่อตับและปอดยังเปลี่ยนแปลงการทำงานตามอายุหรือหลังจากได้รับสารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม ยาที่ผิดกฎหมาย หรือการเปลี่ยนแปลงของอาหาร และขณะนี้พวกเขากำลังศึกษาว่ายาปฏิชีวนะส่งผลต่อการทำงานของไมโครไบโอมในลำไส้อย่างไร และจุลินทรีย์ในลำไส้จะส่งผลต่อนาฬิกาภายในร่างกายของเราอย่างไร ทีมงานกำลังร่วมมือกับนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเดลาแวร์เพื่อศึกษาว่ากิจกรรมของจุลินทรีย์ในลำไส้ในหนอนใยอาหารอาจถูกควบคุมเพื่อย่อยสลายพลาสติกได้อย่างไร นอกจากนี้ ทีมนักวิจัยจากทั่ว PNNL กำลังสำรวจวิธีการรวมโพรบเคมีเรืองแสงเข้ากับการวิเคราะห์ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบอัตโนมัติเพื่อตรวจหาแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคในดิน การอ้างอิง: การตรวจสอบว่าไมโครไบโอมส่งผลต่อสุขภาพของเราอย่างไร (2021, 9 พฤศจิกายน พ.ศ. 2564) สืบค้นเมื่อวันที่ 9 พฤศจิกายน พ.ศ. 2564 จาก https://phys.org/news/2021-11-probing-microbiomes-affect-health.html เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

  • หน้าแรก
  • การตลาด
  • งาน (ธุรกิจ)
  • สุขภาพ
  • อาหาร
  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Back to top button