Mikrokapsler fra DTU skal levere sunde bakterier til tarmen

Ubalance i tarmfloraen – eller mikrobiotaen – plager mange mennesker. Men nu er grundstenen lagt til at få gjort noget ved problemet.

Forskningscentret IDUN (Intelligent Drug delivery and sensing Using microcontainers and Nanomechanics) på DTU Nanotech har nemlig fået bevilget 15 millioner kroner til at udvikle små beholdere, som skal levere probiotika – levende, gavnlige bakterier – til tarmens slimhinder, så bakteriebalancen kan genoprettes.

Artiklen fortsætter efter grafikken

Det fortæller professor og leder af centret Anja Boisen, som arbejder sammen med en gruppe på DTU Food med ekspertise inden for tarmmikrobiologi. Den bliver ledet af professor Tine Rask Licht.

»Vi skal sikre, at bakterierne kommer det rigtige sted hen i tarmen, og at de er konkurrencedygtige over for andre bakterier. Når vi giver klassisk probiotika til mennesker eller dyr, ser deres omgivende tarmflora nemlig ikke ud til at ændre sig det store selv ved høje doser,« siger hun og fortsætter:

»Derfor tror vi, at løsningen ligger i at fremstille en beholder, som først leverer bakterierne dybt i mucus (slim på indervæggen af tyndtarmen, red.), hvor man ved, at bakterier trives og viser størst sandsynlighed for at kunne konkurrere med de andre bakterier.«

Tarmbakteriernes store betydning

Netop regulering af mikrobiotaen har fået stor opmærksomhed de senere år. Det står nemlig efterhånden klart, at tarmbakterierne har større betydning for vores ve og vel, end vi måske lige gik og troede.

Den gode balance holder ro og orden i fordøjelsen, sørger for optagelse af næring fra vores mad og holder sygdom fra døren. Lykkes det alligevel dårlige bakterier at sprede sig, kan det ikke blot føre til dårlig mave og irritabel tarm, men måske også til depression eller overvægt. Det er et emne, som optager en bred vifte af forskere fra både danske og internationale universiteter og hospitaler.

Forskergrupperne fra DTU Nanotech og DTU Food fokuserer i deres projekt på colitis – en betændelsestilstand i tyndtarmen, som det har været svært at behandle med probiotika.

Gruppen er allerede godt i gang med at designe den beholder, som kan føre de ønskede gode bakterier ned i tarmens slimhinde, hvor de kan etablere sig.

Som den ser ud nu, måler beholderen 300 mikrometer i diameter og rummer 4 mikrogram bakterier. Størrelsesmæssigt minder den om et korn stødt melis, og derfor kan man sluge tusindvis af dem samtidig, hvis de bliver pakket ind i en klassisk medicinkapsel.

Antal sikrer spredning

Det store antal bakteriebeholdere skal øge sandsynligheden for, at probiotikaen spreder sig godt ud i tarmens krinkelkroge og dermed får de bedste betingelser i konkurrencen mod andre bakterier.

Kapslen, der letter slugningen, må gerne opløse sig i mavesækken, men de små beholdere skal svømme sikkert igennem og lægge sig øverst i tyndtarmen, for at bakterierne kan vokse sig endnu større i antal.

Det kan de ifølge Anja Boisen, fordi beholderne er lukket med låg af det pH-følsomme materiale eudragit, som ikke reagerer på syren i maven, men først åbner sig, når beholderen når mere pH-neutrale omgivelser i tarmen.

Det kan lade sig gøre, hvilket er vist i tidligere rotteforsøg med insulin indtaget gennem munden, og det er erfaringerne fra det studie, som nu videreføres med probiotika.

Beholderne skal dog videreudvikles, da kun låget opløser sig i tyndtarmen. Resten er fremstillet af polymeren SU-8, og det er et lidt mere sejlivet epoxy-lignende materiale, som i værste fald kan blive siddende i tarmen og genere, viste de tidligere rotteforsøg.

Nyt materiale nødvendigt

Derfor skal materialeforskerne i projektet se på nye materialer, som med sikkerhed kunne komme ud med afføringen eller nedbrydes i tarmen efter et stykke tid.

»Polymeren er heller ikke godkendt til mennesker, så vi skal under alle omstændigheder finde et nyt materiale, men det har vi også nogle ideer til i form af PCL eller PLGA (polycaprolactone eller polylactic-co-glycolic acid, red.),« siger Anja Boisen.

Indholdet i beholderne vil i første omgang blive frysetørrede mælkesyrebakterier, som i forvejen bruges til probiotika. Men i princippet kan de små beholdere fyldes med hvad som helst, og det er forskernes plan også at kigge på, hvordan blandinger af mange slags bakterier kan leveres i tarmen på denne måde.

De første tests vil foregå på agar-plader, stykker af grisetarm og senere mus.

»Det er ikke en del af denne treårige bevillingsperiode at nå til forsøg på mennesker, men på længere sigt vil metoden måske kunne gøre det muligt for patienter blot at sluge en tablet for at genoprette balancen i tarmen,« siger Anja Boisen.