Un cercetător de la Universitatea din Houston dezvoltă un nou set de senzori metalici care vor putea funcționa în tractul gastro-intestinal, un mediu cu oxigen scăzut, pentru a examina modul în care bacteriile intestinale răspund atunci când urme de substanțe nutritive metalice, cum ar fi fierul și zincul, sunt dezechilibrate fie prin dietă, fie prin boli.

senzori

Dezvoltăm noi senzori fluorescenți din metal care nu se bazează pe oxigen, astfel încât să poată fi aplicați la culturile de bacterii intestinale în condiții de oxigen scăzut sau anaerobe. "

Melissa Zastrow, profesor asistent, Departamentul de chimie, Universitatea din Houston

Zastrow a primit 1,9 milioane de dolari de la Institutul Național de Științe Medicale Generale pentru a-și dezvolta senzorii metalici pe bază de proteine.

Substanțele nutritive din metal sunt strâns reglementate în sistemele de viață pentru a evita deficiența sau supraîncărcarea toxică, dar nivelurile de metal din tractul gastro-intestinal variază în funcție de dietă. Metalele dietetice afectează colonizarea bacteriilor și capacitatea de a rezista la impactul bacteriilor infecțioase, ducând la o șansă crescută de infecție sau boli gastro-intestinale.

Dar cum se întâmplă asta, mecanismele moleculare în joc, rămân în mare parte necunoscute. Înțelegerea modului în care dieta modifică microbiota intestinală și funcția acesteia ar trebui să pună bazele tratamentului și prevenirii bolilor.

"Această lipsă de cunoștințe ne limitează sever capacitatea de a prezice modul în care dieta sau starea metalului gazdă va avea impact asupra tratamentului bolilor sau infecțiilor gastrointestinale. Scopul nostru pe termen lung este de a elucida mecanismele moleculare care guvernează modul în care metalele esențiale afectează microbiota intestinului uman", a spus Zastrow .

Povești conexe

Cercetătorii detectează metale în sistemele biologice de ani de zile, de obicei cu senzori fluorescenți din materiale sintetice sau proteine ​​fluorescente verzi (GFP), care necesită oxigen pentru a deveni fluorescent. Deoarece o mulțime de bacterii intestinale nu pot supraviețui în prezența oxigenului și intestinul este un mediu în mare parte lipsit de oxigen, senzorii pe bază de GFP nu funcționează bine pentru studierea lor.

Senzorii Zastrow vor folosi proteine, pe care le preferă, deoarece acestea pot fi trimise către o anumită țintă, cum ar fi un singur tip de specie bacteriană, dar nu vor necesita oxigen pentru a deveni fluorescent.

„Senzorii fluorescenți pe bază de proteine ​​insensibili la oxigen vor fi folosiți în culturile anaerobe vii care conțin specii Lactobacillus pentru a studia absorbția metalelor și modul în care nivelurile ionilor metalici variază în timp”, a spus Zastrow, care va examina, de asemenea, modul în care metalele esențiale afectează speciile probiotice de Lactobacillus.

Bacteriile probiotice, care oferă beneficii pentru sănătate atunci când sunt consumate în cantități adecvate, au fost folosite de mult timp pentru a îmbogăți sănătatea intestinelor. Cu toate acestea, în ciuda deceniilor de cercetare, eficacitatea probioticelor este discutabilă și deseori conflictuală, astfel încât există o nevoie semnificativă de a înțelege mecanismele moleculare care stau la baza impactului probiotic și modul în care acestea sunt afectate de metale. Zastrow a spus că informațiile pot duce la un tratament mai bun și individualizat.

„Dacă înțelegeți ceea ce alcătuiește comunitatea intestinală a unui pacient și cum funcționează, atunci puteți lua decizii mai informate despre cum să le tratați”, a spus Zastrow.