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Project Forget-Me-Not: A comprehensive study of Alzheimer’s disease #

Alzheimer’s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disorder affecting over 55 million people worldwide. Currently no effective treatments exist to halt or reverse AD progression. This project develops a novel biotherapeutic to delay AD onset by engineering the probiotic bacterium Clostridium butyricum to produce the neuroprotective metabolite butyrate. Using a two-plasmid CRISPR/Cas9 gene editing system delivered via bacterial spores to the gut, C. butyricum is optimized to synthesize and secrete elevated butyrate. Through the gut-brain axis, butyrate confers neuroprotection by reducing oxidative stress, neuronal apoptosis, and neuroinflammation in the brain. Quantum Machine learning is used to identify the Mild Cognitive Impairment stage to administer the synthetic biotic and classify possible drug targets. For human practices, we authored a neuroethical report examining the ethics and responsibility of genetic Engineering and our project. Upon surveying the relevant stakeholders, we created a caregiver resource app that integrates AD patient information and routines.

アルツハイマー病（AD）は、世界中で5500万人以上の人々を影響を及ぼす深刻な神経変性疾患です。現在、ADの進行を停止または逆転させる有効な治療法は存在しません。このプロジェクトは、プロバイオティック菌であるクロストリジウム・ブチリクムを改良して神経保護代謝物質ブチレートを生産する新しいバイオセラピーティックを開発します。2つのプラスミド型のCRISPR / Cas9遺伝子編集システムを用いてバクテリア胞子を腸に送り、C. butyricumを最適化して高濃度のブチレートを合成・分泌することが可能です。ブチレートは腸-脳軸を通じて神経保護作用を発揮し、脳内の酸化ストレス、神経細胞のアポトーシス、神経の炎症を減らします。量子マシンラーニングを使用して、軽度の認知機能障害の段階を特定し、合成生物を投与し、可能なドラッグターゲットを分類します。人間の実践については、遺伝子工学と当プロジェクトの倫理と責任について調査した神経倫理レポートを作成しました。関連するステークホルダーに調査を行った結果、AD患者の情報とルーチンを統合したケアギバーリソースアプリを作成しました。

reference:

• iGEM NCSU Team Information
• iGEM NCSU Wiki