E. coli, създадена от проби от изпражнения, може да оцелее във враждебната чревна среда достатъчно дълго, за да лекува заболяване – ScienceDaily

Учените отдавна се опитват да въведат генетично модифицирани бактерии в червата за лечение на заболявания. В миналото тези опити са били насочени към инженеринг на общи лабораторни щамове на E. coli, които не могат да се конкурират с естествените чревни бактерии, които са добре адаптирани към своя гостоприемник. Сега група изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего успешно проектираха E. coli събрани както от чревни микробиоми на хора, така и от мишки и показаха, че те имат потенциала да лекуват заболявания като диабет. Техните открития са публикувани в списанието клетка на 4 август.

„Всичко, което мога да кажа на неместните бактерии, е късмет. Чревният микробиом е много динамичен и непрекъснато се променя, което прави нещата още по-трудни за неместните бактерии“, казва Амир Заринпар, гастроентеролог в UC San Diego Health и старши изследовател на статията. „Предизвикателство е за бактериите, които никога преди не са живели в бозайник, сега да отидат в джунглата на чревния микробиом с всички тези враждебни условия, които са насочени към предотвратяване на навлизането на бактериални нашественици.“

Групата измисли решение на този проблем чрез директно инженерство E. coli събрани от домакините. „Бактериите в нашето тяло са адаптирани конкретно към всеки един от нас: вида на храните, които ядем, обичайните стресове, които тялото ни изпитва или предизвиква, и нашия генетичен произход“, казва Заринпар. „Тази постоянно променлива среда е тяхна нормална.“ Това е голямо предимство за местните бактерии и ги прави идеални кандидати за инженерство.

„Ние създадохме тези бактерии да станат фабрики, които могат да живеят в нашия микробиом и потенциално да произвеждат лекарства“, казва Заринпар. „Знаем това E. coli може да улавя патогенни гени и да причинява болести и сега просто осъзнаваме, че ако поставим полезен ген, той може да ни помогне да лекуваме хронични заболявания, може би дори да излекуваме някои от тях.”

Екипът първо събра проби от изпражнения от домакина и ги извади E. coli за допълнителни модификации. „Казваме на бактериите: Хей, ще ви дадем нова суперсила, от която може дори да не се възползвате, но ще ви върнем обратно в средата, в която виреете“, казва Заринпар.

Суперсилата, която екипът е дал на тези специфични бактерии, е протеин, наречен жлъчна сол хидролаза (BSH). След еднократно третиране при мишки, E. coli с BSH бяха открити в цялото черво на мишките и те запазиха своята BSH активност през целия живот на гостоприемника. Групата също показа, че активността на BSH е в състояние да повлияе положително на прогресията на диабета при мишки.

Това е значително подобрение в сравнение с подобни лечения с неместни лабораторни щамове на инженерни бактерии, където често се изисква повече от едно третиране. И тези създадени бактерии не остават в червата на гостоприемника почти толкова дълго, нито толкова постоянно, колкото местните E. coli метод, идентифициран от екипа на професор Заринпар.

В допълнение към успешното повлияване на диабета при мишки, групата също успя да направи подобна модификация на него E. coli извлечени от човешки черва.

Въпреки че са демонстрирали значителни резултати, създаването на естествени бактерии идва с друг набор от предизвикателства. „Местните бактерии са много устойчиви на модификации; това е част от техния вроден защитен механизъм“, казва Заринпар. Техните данни предполагат, че вмъкването на ген в естествена бактерия има около 100 пъти по-нисък процент на успех, отколкото това с лабораторни щамове бактерии, но Заринпар и неговият екип оптимизират този процес. „Сега има много нови инструменти за генно инженерство, които ще ни позволят да конструираме тези бактерии по-ефективно“, казва Заринпар.

Групата планира да използва тази технология, за да намери начини за лечение на повече заболявания. „Мечтаем големи“, казва Заринпар. „Тази технология е нещо, което потенциално може да отвори приложението на микробиомната терапия за повлияване на толкова много различни хронични и генетични заболявания.“

Източник на историята:

Материали, предоставени от Cell Press. Забележка: Съдържанието може да бъде редактирано за стил и дължина.

.

Leave a Comment