Enzymen die door bacteriën worden gebruikt om slijm in de darm af te breken, kunnen een nuttige biomarker zijn voor darmziekten, volgens nieuw onderzoek gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Onderzoekers van de Universiteit van Birmingham en de Universiteit van Newcastle hebben met succes een van de belangrijkste enzymen die bij dit proces betrokken zijn, geïdentificeerd en gekarakteriseerd. Ze toonden aan hoe het enzym bacteriën in staat stelt af te breken en suikers in de slijmlagen langs de darmen af ​​te breken.

Het onderzoek biedt een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van de complexe co-afhankelijke relaties die aan het werk zijn in de darm, waarover op dit moment weinig bekend is. Omdat het mechanisme dat door het enzym wordt gebruikt bijzonder onderscheidend is, de onderzoekers verwachten dat het kan worden gebruikt bij de ontwikkeling van nieuwe diagnostiek voor darmziekten.

De moleculen in slijm, mucine genoemd, worden constant door het lichaam geproduceerd om de slijmlaag in de darm te genereren die een barrière vormt tussen de complexe bacteriepopulaties in de darm en de rest van het lichaam. Mucine bevat ketens van suikermoleculen die glycanen worden genoemd, en deze bieden ook een essentiële bron van voedingsstoffen voor bacteriën.

Het team onderzocht hoe dit enzym aan de buitenkant van de bacteriecel zit en delen van het mucinemolecuul wegknipt, nemen ze in de bacteriële cel om te worden geconsumeerd.

Omdat bekend is dat glycanen veranderen wanneer bepaalde ziekten in het lichaam aanwezig zijn, de onderzoekers verwachten dat het mogelijk zal zijn om de enzymen te gebruiken om een ​​momentopname te maken van de glycanen in een biopsie en die te gebruiken als biomarker voor vroege detectie van de ziekte.

Hoofd onderzoeker, Dr. Lucy Crouch, van de School of Biosciences van de Universiteit van Birmingham, legt uit:"Slijm is een beetje gestructureerd als een boom, met veel verschillende takken en bladeren. Veel van de enzymen die tot nu toe zijn ontdekt, kunnen een deel van de bladeren wegknippen om te eten, maar het enzym dat we hebben bestudeerd, zal een hele tak wegknippen - dat is een heel onderscheidend mechanisme en het geeft ons een bruikbare biomarker voor het bestuderen van ziekten."

Het team heeft dit proces onderzocht bij drie verschillende ziekten. Ze onderzochten weefsel van volwassenen die leden aan colitis ulcerosa en colorectale kanker, en van premature baby's met necrotiserende enterocolitis, een ernstige ziekte waarbij de darm ontstoken raakt en kan afsterven. Ze ontdekten dat door het enzym aan de monsters toe te voegen en de glycanen te labelen met een fluorescerende kleurstof, ze konden nuttige informatie krijgen over de glycanstructuur.

Dr. Crouch voegt toe:"Hoewel we nog steeds niet volledig begrijpen waar de glycanstructuren van gemaakt zijn en hoe deze verschillen tussen verschillende weefseltypes, we kunnen zien dat de verschillen in structuur tussen gezond en niet-gezond weefsel behoorlijk onderscheidend zijn. We hopen deze enzymen te kunnen gebruiken om betere diagnostiek te gaan produceren voor de zeer vroege stadia van deze ziekten."