In the battle against cancer, microbes could be the answer


Can your microbiome fight cancer? WIRED Health speaker and Evelo Biosciences CEO Simba Gill is trialing ways to harness microbes against an array of cancers

In 2015, Thomas Gajewski was researching new treatments for cancer when he noticed something unusual in his lab mice. Gajewski is a professor of medicine and pathology at the University of Chicago, and his lab gets its mice from two different suppliers, Jackson Laboratory (JAX) and Taconic Biosciences (TAC). When the scientists implanted small tumours under the skin of the JAX mice, the animals’ immune systems fought the cancer rigorously. The TAC mice, in contrast, would show only a weak immune response. Mix the two sets together in a cage for a few weeks, and the difference was abolished. The TAC mice were able to fight the cancer with the same vigour as the JAX animals.

Gajewski realised that the difference could be explained by discrepancies between the animals’ microbiomes, the teeming mass of bacteria and other microbes that live in the gut of all living creatures. Something in the gut of the JAX mice dramatically improved its ability to deal with cancer, and the effect was transferred to the TAC mice after the two sets swapped bacteria (endearingly, mice eat each other’s poop). The close connection between the gut microbiome and the immune system has only recently been made. Gajewski’s finding pointed to a way to exploit the connection – to improve the body’s resilience by manipulating the gut.

This is the sort of finding that greatly interests Simba Gill, the chief executive of Evelo, a biotech company based in Cambridge, Massachusetts. Evelo was established three years ago in order to develop a suite of new medicines based on the understanding that the gut-body network plays a critical role in our biology and immunology. The company has so far raised $100 million; investors include Flagship Pioneering, Google Ventures and Mayo Clinic.

Evelo’s remit goes beyond cancer. The company is currently investigating treatments for multiple sclerosis, rheumatoid arthritis, asthma, inflammatory bowel disease and diabetes, to name a few. This year, Evelo will begin clinical trials of some of its medicines, called monoclonal microbials – “monoclonal” because each medicine harnesses a single microbe strain. It was recently issued a patent for a cancer treatment based on Gajewski’s work. “The core of what we’re doing now is in recognition of the fact that the gut is networked to the rest of the body and drives many of the central aspects of how we fight disease,” Gill says. 

Gill has worked in biotechnology for three decades. After his PhD at King’s College, London, he worked for Celltech in the early days of antibody engineering. Later, he worked at a company that uses stem cells to treat diseases, and spent a decade collaborating with biotech entrepreneur Alejandro Zaffaroni. “I’ve focused my whole career on big, bold platform biotech ideas,” Gill says. “What I mean by platform is a new modality of medicine which has very broad applicability, that can allow for many products to treat diseases in ways which have not otherwise been possible.” In 2015, he joined Flagship Pioneering, a builder and funder of platform biotech start-ups.

For centuries, medical science ignored the trillions of microorganisms that share our bodies – it was the dangerous invaders that needed attention. In the past decade, we have come to appreciate better the role that these microbes play in an array of bodily functions, from digestion and immunity to organ health and even things like mood, sleep and stress. The gut contains 99% of the body’s microbial mass, representing thousands of species. “Humans evolved together with microbes,” says Gill. “What we hypothesised was, because of that reason, it was very likely that there were specific, individual microbial strains which have evolved to act through the gut with the immune system to modulate our systemic biology.” If Evelo could only find these individual strains, they might use them to develop a new class of medicine.

Monoclonal microbials work by commandeering one of the body’s routine immunological processes. The idea is to load a capsule with a single strain – perhaps tens of billions of microorganisms. After the capsule is swallowed, it makes its way to a part of the small intestine that is lined with gut-associated lymphoid tissue. Through the tissue interface, dendritic cells sample the gut and alert the lymphatic system to changes. Depending on which microbe is detected, a specific immune response is hatched. In the case of cancer, Gajewski’s team found that when Bifidobacterium (Bifs) was introduced to the digestive track of a mouse, it boosted the ability of animal’s immune system to attack tumour cells.

Gill admits that a lot of work still needs to be done. “It’s very difficult to find the strains which have the [desired] type of activity,” he says. And while models (mouse and computer) have been encouraging, trials in humans need to be carried out. It is in people that most promising new medicine falls down.

But if trials are successful, Gill believes that microbes could be harnessed against an array of cancers including colon, lung, melanoma, renal, bladder and head and neck cancer, either alone or in combination with existing immunotherapies. In the lab, when specific strains of Bifs were combined with a type of immunotherapy drug called a checkpoint inhibitor, the tumour growth in mice was nearly abolished.

More broadly, Gill sees a gap in the market for effective early-stage treatments for disease. “Modern medicine is still very limited,” he says, pointing out that many conditions are not treated until the late stages because the treatment might be expensive, have side effects or require professional administration. Monoclonal microbials, in contrast, could be swallowed at home. He thinks that they could be used as a preventative medicine, one that ensures that the gut-body network stays in healthy, homeostatic balance. Such a thing is not a new concept, he points out. It was just that, for a long time, he found it hard to imagine how it could be done.

Simba Gill, the chief executive of Evelo Biosciences, will be speaking at WIRED Health 2018 on March 13 at the Francis Crick Institute, London. See all the WIRED Health speakers here.


This bacteria literally poops gold


According to a recently published study from researchers in Australia and Germany, a rare bacteria can turn trace amounts of toxic metals into gold nuggets, effectively clumping together and pooping out tiny gold nuggets a few nanometers in size as a byproduct. You can see a picture of one here (or beneath).


What  C. metallidurans does is take trace elements of gold found in soil and put them together. It basically does this as a survival mechanism as it exists in soil with high heavy toxic metal (such as gold and copper) content. When both copper and gold elements enter the bacteria, the little guy activates an enzyme called CopA which turns the  elements back into their slightly larger and harder to digest forms. So, the “pooping” — if you will — is more-so reassembling the trace amounts into tiny nuggets, but quite frankly it ain’t often that a scientific study births a headline as wonderful as “This bacteria poops gold.”

Professor Dietrich H. Nies, a microbiologist at Martin Luther University Halle-Wittenberg and Professor Frank Reith from the University of Adelaide have been working on this since 2009, but only recently were able to publish their findings.

Perhaps the most interesting part of the study is that this research plays an important part in cracking the bio-geochemical gold production cycle. Effectively, it’s entirely possible that gold could be produced or farmed from ores without the use of mercury. Behold this nugget (you’re welcome!) from the Halle-Wittenberg press release:

Here, primary gold metal is transformed by other bacteria into mobile, toxic gold compounds, which is transformed back into secondary metallic gold in the second half of the cycle.  Once the entire cycle is understood, gold can also be produced from ores containing only a small percentage of gold without requiring toxic mercury bonds as was previously the case.

Just a couple of years ago, a newly discovered plastic-eating bacteria brought hope to those looking to solve the plastic waste problem in our oceans. So between gold poop and the ability to destroy plastic, perhaps we should welcome more bacteria into our lives.


Genetically engineered probiotics to turn vegetables into cancer-killing agents


Imagine recruiting a strain of gut bacteria to help target and kill cancer cells in your colon? A team from the National University of Singapore (NUS) is doing exactly that – genetically modifying a common type of gut bacteria so it locks onto colorectal cancer cells and turns a substance found in broccoli into a cancer-killing toxin.

This remarkable research starts with genetically modifying a harmless form of bacteria commonly found in our gut called E. coli Nissle. The bacteria is engineered to bind to a compound called heparan sulphate proteoglycan, which is found on the surface of colorectal cancer cells.

The microbe lands on the cancer cells and then sits waiting for its host to consume a foodstuff containing glucosinolates. Found in broccoli, cabbage and other cruciferous vegetables, the glucosinolates are converted into a molecule called sulphoraphane – a known cancer-killing compound – via an enzyme secreted from the engineered bacteria.

The study first tested the process in vitro and found the combination of engineered bacteria and glucosinolates killed over 95 percent of colorectal cancer cells. Moving to mouse models the results were equally impressive, reducing tumor numbers by a striking 75 percent.

There are of course plenty of hurdles to overcome before this kind of research is ever practically implemented in human beings. Not the least of which are questions over the unintended side effects of seeding a human subject with genetically engineered bacteria. There are teams currently working on producing a “fail-safe” system for genetically engineered bacteria, similar to a kind of kill-switch, in case the bacteria start behaving in an unintended way.

The NUS team sees a future where these engineered bacteria are consumed as probiotics either to prevent cancer, or to kill lingering tumor cells that were too small to be identified during a surgical removal. Eating your broccoli could literally become a medical necessity.

“One exciting aspect of our strategy is that it just capitalizes on our lifestyle, potentially transforming our normal diet into a sustainable, low-cost therapeutic regimen,” says Matthew Chang, one of the researchers on the project.

The research was published in the journal Nature Biomedical Engineering.

Source: National University of Singapore via ScienceDaily


Elke bacterie lijkt een eigen persoonlijkheid te hebben


En dat niet alleen: bacteriën hebben ook ‘stemmingswisselingen’.

Dat schrijven Nederlandse onderzoekers in het blad eLife. Ze baseren zich op experimenten met de bekende bacterie E. coli.

Bacteriën zijn eencellig en hebben dus geen zenuwstelsel. Maar ze kunnen dankzij een netwerk van eiwitmoleculen – die met elkaar samenwerken op een manier die sterk lijkt op hoe zenuwen in ons brein functioneren – wel hun bewegingen beheersen. “Zo ‘weet’ E. coli – een onschadelijke darmbacterie – wanneer hij zijn rechtdoorgaande zwemrichting moet veranderen door af en toe te tuimelen, waardoor hij in een nieuwe, willekeurige richting verder zwemt,” legt onderzoeker Tom Shimizu uit. “E. coli gebruikt signaaleiwitten om voedselmoleculen of giftige stoffen te detecteren. Daarmee beslist de bacterie al zwemmend of zijn leven beter of slechter wordt, en hoe vaak hij moet tuimelen om op een goede plek terecht te komen.”

Al jaren onderzoeken wetenschappers hoe deze moleculaire netwerken in bacteriën reageren op veranderingen in de omgeving (zoals bijvoorbeeld een plotselinge overvloed aan voedsel). Maar daarbij was het tot voor kort niet mogelijk om te achterhalen hoe het eiwitnetwerk in elke individuele bacterie reageert. In plaats daarvan moest het signaal gemiddeld worden over honderden bacteriën. Shimizu en collega’s hebben nu echter een microscopiemethode ontwikkeld waarmee ze de reactie van moleculaire netwerken wél in individuele bacteriën kunnen vaststellen. En dat levert verrassende resultaten op.

Een eigen persoonlijkheid
De onderzoekers werkten met bacteriën die – net als eeneiige tweelingen – exact hetzelfde DNA hadden en onder dezelfde omstandigheden gekweekt waren. Je zou op basis daarvan misschien dan ook wel verwachten dat het netwerk van eiwitmoleculen zich in elke bacterie hetzelfde gedraagt. Maar niets is minder waar. In elke bacterie gedroeg het eiwitnetwerk – zelfs als de chemische omgeving gelijk was – zich weer anders. “Elke bacterie lijkt een eigen persoonlijkheid te hebben,” vertelt onderzoeker Johannes Keegstra. “We vonden bijvoorbeeld dat de chemische drempelconcentratie waarop ze reageren, aanzienlijk verschilt tussen bacteriën.”

Daarnaast blijkt uit het onderzoek dat de moleculaire activiteit in bacteriën ook aan verandering onderhevig is, zelfs als de omgeving niet verandert. De onderzoekers noemen dat stemmingswisselingen. Het betekent heel concreet dat het mechanisme waarop bacteriën hun ‘beslissing’ – om gewoon rechtdoor te blijven zwemmen of te gaan tuimelen en van richting te veranderen – baseren, dus behoorlijk onberekenbaar kan zijn. De wisselende moleculaire signalen zijn volgens de onderzoekers wellicht het resultaat van toevalsgebeurtenissen in de bacterie. Shimizu legt uit: “We denken dat de bacteriële individualiteit niet komt door nature (de DNA volgorde) of nurture (omgevingsinvloeden), maar veel meer door willekeurige gebeurtenissen zoals botsingen van moleculen binnenin de bacterie.”
Tegelijkertijd heeft de bacteriepopulatie mogelijk wel baat bij deze stemmingswisselingen, vertelt Keegstra. “We waren verrast door hoe drastisch de stemmingswisselingen waren,” vertelt Keegstra. “De aanzienlijke variatie in stemmingen zou kunnen betekenen dat sommige bacteriën zich gedragen als verkenners die afgelegen, grote gebieden onderzoeken met slechts soms een belangrijk resultaat, terwijl anderen dichtbij blijven en efficiënt gebruik maken van wat daar te vinden is. Zo’n verdeling van de arbeid kan gunstig zijn voor de hele populatie.”

Het onderzoek heeft verschillende implicaties. Zo kan meer inzicht in de verschillen die er tussen het gedrag van bacteriën zijn wellicht helpen om ziekteverwekkende bacteriën te bestrijden, zonder dat daarbij ook ‘goede’ bacteriën worden uitgeschakeld.


Weidevogel en boer zijn gebaat bij ruige stalmest


In agrarische graslanden spelen rode wormen een sleutelrol in de bodemvruchtbaarheid en in de voedselvoorziening van weidevogels. Jeroen Onrust onderzocht de wisselwerking tussen boeren, wormen en weidevogels. Hij concludeert dat de rol van rode wormen wordt gehinderd door uitdroging en een gebrek aan ruige stalmest. Zijn bevindingen zijn van belang voor het natuurinclusief boeren. Op 15 december verdedigt hij zijn proefschrift aan de Campus Fryslân van de Rijksuniversiteit Groningen.

Onrust onderzocht hoe het graslandbeheer van melkveehouders de regenwormen in de grond en de toegang van weidevogels tot die wormen beïnvloedt. Daarnaast onderzocht hij welke ecotypen regenwormen belangrijk zijn voor weidevogels. Onderscheidend naar kleur duidt hij de twee ecotypen – detritivoren en geofagen – aan als respectievelijk rode en grijze wormen. “Rode wormen zoeken aan het oppervlak naar voedsel en grijze wormen blijven altijd onder de grond”, zegt Onrust.

Speciale kar
Zichtjagende weidevogels als de kievit speuren naar wormen óp het gras. Om de toegang van dergelijke vogels tot regenwormen te meten nam Onrust daarom geen bodemmonsters, maar ontwikkelde een nieuwe methode: “Ik heb een kar gemaakt waar ik met mijn buik op lag en die ik met de benen voortbewoog. Zo heb ik de wormen geteld die ik op de grond zag.” Daarbij haalde Onrust menig nachtje door, want regenwormen komen alleen ’s nachts omhoog. “Dat was heel rustgevend”, lacht hij. “Kieviten, goudplevieren en andere zichtjagende weidevogels zijn ’s nachts het meest actief. Ik hoorde de vogels meer dan ik ze zag, of ze vlogen vlak voor me op als ik er aan kwam op mijn buikkar.” Onrust voerde zijn onderzoek uit in weilanden van melkveehouders in Friesland. Niet alleen is daar 90% van het agrarische land in gebruik van melkveehouderijen en bevinden zich daar de hoogste dichtheden weidevogels van Nederland, ook is Friesland de meest wormenrijke provincie.

Onrust ontdekte dat de hoeveelheid rode wormen aan de oppervlakte afhankelijk is van de mate van uitdroging van het land en de bemesting. “Voor weidevogels is vooral droogte het probleem”, zegt hij. “Als de bodem vochtig blijft, dan blijven de wormen ook actief en hebben de vogels geen probleem. Maar zodra de bodem uitdroogt, gaan de rode wormen in rusttoestand en komen ze niet meer aan de oppervlakte. Uiteindelijk wordt de bodem ook zo hard dat een tastjager als de grutto er niet meer met zijn snavel door kan prikken.” Ook voor de boer is een uitgedroogde bodem niet fijn, want daarin zijn wormen inactief en staat de hele vruchtbaarheidscyclus stil. Experimenten met een hoger grondwaterpeil brachten niet altijd het gewenste effect. Onrust: “Waarschijnlijk heeft dat te maken met de verstoring van de bodem. Door bewerkingen als mestinjectie, ploegen en machinaal doorzaaien verliest de bodem zijn sponswerking, met als gevolg dat het water in de toplaag niet wordt vastgehouden.”

Ruige stalmest
Het zijn vooral de rode wormen die organisch materiaal aan de oppervlakte verzamelen en in de grond brengen. Juist rode wormen zijn als biobouwers belangrijk in het ecosysteem van het grasland. Maar deze detritivoren doen het steeds slechter, voornamelijk omdat boeren overwegend drijfmest uitrijden. “Ruige stalmest, met daarin uitwerpselen maar ook stro, is zeldzaam geworden, terwijl dat het belangrijkste voedsel voor rode wormen is”, zegt Onrust. “Ze moeten echt het grove organische materiaal zoals strootjes en blaadjes hebben. Met drijfmest kunnen ze niet zoveel.” Al met al zijn de bevindingen van Onrust ook van belang voor ‘natuurinclusief boeren’, dat momenteel in de belangstelling staat.

Het proefschrift Earth, worms and birds is te vinden op de website van de Rijksuniversiteit Groningen.

bron: Rijksuniversiteit Groningen, 12/12/17

Foto: Lars Soerink

Onze bron:

EM Hado bron, een bijzonder nieuw EM product in!

Standaard heeft een bijzonder nieuw product in de verkoop, de EM Hado bron, waar we enige tijd geleden een bericht over hadden gepost. De EMwinkel zegt ook bezig te zijn met heel interessante testen waarmee het resonantie veld versterkt en specifiek geharmoniseerd kan worden…

Professor Higa zegt dat je met de EM Hado bron een herstellend EM resonantieveld kunt maken van max. 500 m2. Door de EM Hado bron te bevestigen aan een touw en met het touw een gebied te omtrekken, creeër je het resonantie veld binnen de omtrek van het touw, wat de EM barrière is. Het EM resonantieveld is gevestigd binnen de EM barrière.

Bij het plaatsen van de EM Hado bron en het neerzetten/spannen van de EM barrière, kan er stilte en rust ervaren worden binnen het veld. Die rust en stilte strekt zich uit maar voel je ook in je zenuwen.

Prof. Higa zegt dat de Hado bron met het herstellende EM resonantie veld/ EM barrière de volgende effecten heeft, o.a:

  • stabiele groei van planten/groenten
  • overvloedige vrucht ontwikkeling
  • verhoging/verbetering van je oogst
  • er is geen gebruik van pesticiden nodig,
  • de schade door wilde dieren (vogels, runderen) daalt
  • de kwaliteit van de lucht verbetert. Fijnstof gehalte blijft laag. Het is alsof je pure en schone lucht inademt.
  • de schade door tornado’s, stormen, aardbevingen, bliksem blijft geheel weg of is minimaal binnen de barrière
  • de regen die binnen zo’n barrière valt heeft een anti-oxiderende werking; door deze regen verdwijnt roest van voertuigen, apparaten en gebouwen; auto’s die voorheen vies waren, worden schoon gewassen
  • de niet-ioniserende werking van de barrière zet schadelijke energieën in (onschadelijke) nuttige energieën om. Zo wordt het schadelijke effect van UV licht aanzienlijk verminderd.

Gebruikte materialen en ingrediënten
Onze EM Hado bronnen zijn handgemaakt met gerecyclede EM-X Gold flessen (500ml). In de flessen zit o.a. EM-A gefermenteerd en geactiveerd met keltisch zeezout, houtskool, EM-X Super Cera C keramiekpoeder, EM-X Gold, met aan de buitenkant twee 3 Volt knopbatterijen (deze zijn met waterdichte acrylkit vastgemaakt aan de bodem).

Het ontstaan van de EM Hado bron en EM barrières
Prof. Higa is 15 jaar geleden begonnen te experimenteren met EM barrières in zijn eigen tuin “blue sky palace for plants”. Op foto’s (hieronder) van het EM journaal zie je dat hij allemaal plastic flessen met EM-Actief, afgewisseld met flessen water om de groentebedden van zijn tuin heeft liggen. Ook zie je flessen met EM, de zogenaamde “Hado sources” vastgemaakt aan palen met draden die door en om de tuin heen lopen. Beide zijn vormen van een EM barrière. Net als met EM-X Keramiek werken deze EM barrières d.m.v. resonantie. De omgeving resoneert mee en de herstellende/regenererende kracht van EM doet zo zijn werk. In zijn jaren van experimenteren kwam hij erachter dat EM Super Cera C poeder het resonantie effect versterkt en dat het activeren van EM met zeewater of water met een hoog zoutgehalte het optimale gewenste effect bewerkstelligt.

Prof. Higa’s tuin:
De flessen met EM, die de basis van de EM barrière vormen, noemt hij ‘Hado sources’, Hado bronnen. Hado is een Japanse begrip. Letterlijk vertaald betekent Hado “vibratie”. Maar dit raakt slechts de oppervlakte van de betekenis. Masuro Emoto zegt: “Hado is de wezenlijke vibratie die zich aan de basis van alle materie bevindt. Het is de kleinste eenheid van energie”. De Hado bronnen met EM zorgen dus voor een herstellende Hado in de omgeving waar het wordt toegepast.

Hoe te gebruiken?
Het volgende is een richtlijn zoals prof. Higa het gebruik adviseert:

  • De EM Hado bron(nen) bind je op een hoogte van 100-150cm vast met sterk touw (2-5mm in diameter), wat 10-20 jaar mee kan gaan.
  • Op de hoeken van het gebied dat je wilt herstellen/beïnvloeden met de EM Hado bron plaats je stokken/palen om de touwen aan vast te binden en het gebied ‘in te sluiten’ (zie ook de afbeelding onderaan het artikel). Je ziet daar ook dochter touwen die je met het moeder touw verbindt. Laat deze langs de toppen van de planten lopen of in het centrum van de rijen planten. Van de ene kant naar de andere kant.
  • Bij een gebied van 500m2 is 1 EM Hado bron voldoende.
  • Bij een gebied van 1000m2, gebruik je 2 EM Hado bronnen die diagonaal tegenover elkaar staan.
  • Als het gebied nog groter is, dan gebruik je ze bij alle 4 die hoeken.
  • Hoe meer EM Hado bronnen, des te groter het effect.

Bij fruitbomen bevestig je een Hado bron op elke boom op een hoogte van 1 tot 1,5 meter, vervolgens verbind je ze met een minitouw (dochtertouw)

vermindering overlast van dieren
Om ervoor te zorgen dat vogels geen schade aanrichten kruis je de omheiningtouwen op het hoogste punt, met 1,5 tot 3 meter intervallen.

Voor bescherming tegen wilde dieren plaats je de Hado bronnen op intervallen van 50 tot 100m.

versterkend effect
Als er een elektriciteitsbron in de buurt is zal dit geen probleem geven, integendeel, het is juist effectiever als de latente spanning opgewekt kan worden door het te verbinden met de EM Hado bron.

Zodra EM ook rijkelijk wordt toegepast in andere vormen (bokashi, kleiballen, EM-A) vergroot het de werking van de EM barrière. Dit komt door het resonantie effect.

Door EM Bokashi Kleiballen met houtskool/steenkool (20-30%) en EM Super Cera C poeder (1%) 30 tot 50 cm diep, elke 1 tot 2 meter in te graven wordt de grond elk jaar vruchtbaarder en wordt de werking van de barrière versterkt.

Een afbeelding met de uitleg van de EM Hado barriere:

EM Hado barrière op een appelgaarde, tegen de apen. Het resultaat was dat de apen geen appels hadden geplukt!


De EM Hado bron is hier te bestellen:


  • #108: Multi-purpose Utilization of Activated EM with Seawater and Salt,
  • #97: Rectifying Effects of EM,
  • #109: Changes in the Natural Environment by EM Barrier Domes in Okinawa,
  • EM journal (english)

TedTalk: the surprisingly charming science of our gut


Een interessante TedTalk over onze darmen.

Ever wonder how we poop? Learn about the gut — the system where digestion (and a whole lot more) happens — as doctor and author Giulia Enders takes us inside the complex, fascinating science behind it, including its connection to mental health. It turns out, looking closer at something we might shy away from can leave us feeling more fearless and appreciative of ourselves.