江の島弁天クリニックドクターズブログ

2015年9月「江の島」にオープンした「江の島弁天クリニック」のドクターズブログです。医療や健康をテーマにしたブログを掲載していきます。


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検査技術プラットフォームの欠点と改善


前々回に続いてプロバイオティクスについての解説を進めます。

ELISPOT検査技術プラットフォームは、大量かつ迅速にプロバイオティクス菌種のパーソナライズのスクリーニングに適していますが、操作プロセスで下記の通り多くの手作業を必要とします。

1.免疫細胞とプロバイオティクスが行動でインターフェロンの生成を刺激
2.免疫細胞とプロバイオティクスを除去し、インターフェロンが特異性抗体と結合
3.酵素の第二抗体を加える
4.基質を加え着色する
5.各色は、免疫細胞が分泌したインターフェロンを示す

手作業のミスは管理が難しく、同時に多くのマンパワーと時間を費やします。



私達は近年、バイオテクノロジー企業と共同で、プロバイオティクスのパーソナライズのためのスクリーニングプラットフォームとしてマイクロ流体バイオチップを開発し、プロバイオティクスのパーソナライズ技術をアップグレードしました。

マイクロ流体バイオチップとは


マイクロ流体バイオチップは、微小電気機械システムの処理技術を利用して、従来の生化学的分析において必要だったマイクロポンプ、マイクロバルブ、マイクロフィルター、マイクロミキサー、マイクロパイプ、マイクロセンサ、マイクロ反応器などのコンポーネントをバイオチップ上に統合するもので、これによって前処理、混合、転写、分離、検出などの作業を進めるというものです。

これまで研究室において必要だった手動で処理する必要があった各種プロセスを、手のひらよりも小さいチップ上に統合することができるもので、チップ上の実験室(ラボ・オン・チップ)とも呼ばれています。

マイクロ流体バイオチップを使用してプロバイオティクスのパーソナライズのスクリーニングを実施します。検出の原理と使用する生物学的指標は、ELISPOTと同じです。

しかし、マイクロ流体バイオチップを利用して行う生物医学的検出または分析の利点としては、手作業により生ずる実験誤差を減らせること、システムの安定性を引き上げられること、エネルギーおよびサンプルの消費量を減らせること、人手と時間を節約できることなどがあります。



同時に、検出方法を発光シグナルの測定に変えることで、感度が引き上げられます。プロバイオティクスのアップグレード版では、服用者に最適のプロバイオティクスをさらに正確かつ迅速にスクリーニングできます。

プロバイオティクスのパーソナライズは、幾多の技術革新を経て、現在では技術レベルが成熟しています。

臨床治療中の多くの患者さんを診ていく中で、患者さんが一日一日と回復していく様子を見ることは、医師として最大の喜びです。また、統合医療が患者さんの病を取り除く上で最高のものであると確信できます。
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プロバイオティクスのパーソナライズの最適のツールとは


「パーソナライズされた医療の実現には、適切な生物学的指標の選択が重要」ということを前回述べましたが、今回はツールについて説明してまいります。

プロバイオティクスのパーソナライズのスクリーニングには、生物学的指標を正しく選択することに加えて、研究室の技術プラットフォームも成功への鍵となります。



利用可能な技術プラットフォームにはいくつかの条件を満たしている必要があります。

最初に、生物学的指標の定量分析が正確にできること、次に、一度に大量・多種類の菌種の分析ができ、また操作が簡単で時間を節約できるということです。
最もよいのは自動化によって手作業での実験誤差を削減できるということです。

インターフェロンとインターロイキン-10が属する種類のタンパク質の生物学的指標を分析するには、高感度酵素免疫測定法が利用できます。

酵素面積測定法は、抗原抗体反応の特異性を利用していることから、正確にタンパク質含有量を検出することができ、インターフェロンおよびインターロイキン-10の分析に使用できます。

ELISPOTとは


ELISPOTは、この原理を利用して設計された迅速なスクリーニングのプラットフォームです。インターフェロンのモノクローナル抗体を96ウェルプレートの底に付着して、プロバイオティクスのパーソナライズのスクリーニングを行います。

まず、被験者の10㏄の末梢血白血球分離から始めて、一定量を各ウェルプレートに添加し、その後に別のプロバイオティック菌株を加えて白血球細胞とともに培養します。

プロバイオティクスは、白血球分泌のインターフェロンを刺激し、反応後に酵素免疫測定法によりインターフェロンの数値を解析します。

反応結果としてプレートの底に見られる濃青色の各点は、それぞれぞインターフェロンを分泌した白血球を表します。こうしたことから、免疫反応を定量化することが可能で、免疫系の調節に最適なパーソナライズされた菌株を探し出すことができます。

ELISPOTスクリーニングプラットフォームを通じて、免疫細胞を最も刺激するインターフェロンまたはIL-10を生成するプロバイオティクス株を選び出し、使用者の体質に最も適合した菌種をカスタマイズします。

この技術には、単一の免疫細胞が分泌したサイトカインを検出できる感度があり、菌種を迅速かつ大量にスクリーニングできるという利点があります。
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プロバイオティクス療法におけるインターフェロン


前回より引き続きインターフェロンの解説を続けます。

自己免疫疾患が存在する場合、インターフェロンは最良の生物学的指標ではありません。
自己免疫疾患およびアレルギー性疾患の病原は正反対で、自己免疫疾患ではTH1が強すぎ、TH2が弱すぎます。

パーソナライズされたプロバイオティクス療法を使用する場合、インターフェロンは生物学的指標としては適切ではなく、IL-10に切り替える必要があります。

1970年代に、多くの研究室で一群のT細胞(炎症を抑制する免疫細胞)が発見されました。T細胞とB細胞が含まれます。こうしたことから、制御性T細胞と呼ばれます。科学者はマウスでの実験で、制御性T細胞が全身性エリテマトーデスの発症と病状の進行を遅らせることができることを発見しました。



したがって、医学界では、制御性T細胞の機能を引き上げることが、自己免疫疾患の治療の新しい方向だとみなしました。
制御性T細胞が分泌するサイトカイニンは、IL-10と細胞成長因子で、この2種類のサイトカインは、プロバイオティックのパーソナライズのスクリーニングの生物学的指標として使用することができます。

あるプロバイオティクスが患者のIL-10の分泌を十分に刺激できた場合、それは制御型T細胞が活性化されたことを示し、自己免疫疾患の患者の炎症を改善し、症状が緩和したことを示します。

パーソナライズされた医療の実現において重要なこと


パーソナライズされた医療の実現には、適切な生物学的指標の選択が重要です。
自己免疫疾患の治療にはインターフェロンとIL-10は有効な生物学的指標で、臨床での使用で顕著な効果を示します。

自己免疫疾患の治療は困難ではありますが、多方面から治療を進める必要があることから、統合医療が行われています。アジュバントとしてのパーソナライズされたプロバイオティクス療法は、西洋医学の薬と食事制限を併用することで、患者症状を軽減することができ、徐々に薬の投与量を減らせて副作用を減少させ、生活の質を向上させることができます。



リウマチの部門の専門家として、パーソナライズされたプロバイオティクスは、もう一つの症状解決のツールとして提供でき、患者は効果的に回復でき、患者の信頼を取得できます。
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