Adv Sci (Weinh) (IF-14,1). Ten produktu inżynierii genetycznej ma rozwiązać problem niskiej retencji probiotyków w jelicie. Co więcej działa punktowo. Tam gdzie nasila się zapalenie, wydziela substancje wpływające na gojenie śluzówki. Jak to możliwe?
Opis tego niezwykłego pomysłu można znaleźć w tegorocznej wrześniowej edycji Advanced Science. Wydawca z siedzibą w Weinheim w Niemczech współpracuje z University of Science and Technology of China (USTC).
Kontekst projektu
Autorzy doniesienia wyszli z założenia, że przeszkodą do wdrożenia do terapii IBD probiotyków, w tym będących produktami inżynierii genetycznej, jest ich dość szybkie zanikanie wśród bogactwa flory jelitowej. Ponadto znane szczepy mikrobioty niewystarczająco precyzyjnie reagują na zapalenie.
Co nowego?
Stosując dostępne technologie stworzyli nową wersję szczepu Escherichia coli Nissle 1917 o podwyższonej adhezji szkieletu, wykorzystując cząsteczki pochodzące z Lactobacillus rhamnosus GG.
Co wiemy o szczegółach tego pomysłu?
Szczep E. coli Nissle 1917 został zmieniony na dwa sposoby:
1. Dodano białko adhezyjne (fragment SpaC z Lactobacillus rhamnosus GG), dzięki czemu bakteria mocniej, a zatem dłużej przylega do śluzówki jelita, czyli ma większa retencję.
2. Zmodyfikowano jego cechy genetyczne, aby w większym stopniu reagował na stan zapalny.
Na czym polega zmiana genetyczna?
• Wprowadzono fragment DNA, tzw. promotor ykgMO, którzy działa jak „włącznik”, reagujący na kalprotektynę, która wzrastając w czasie nasilenia zapalenia naturalnie aktywuje go. Innymi słowy zmodyfikowane bakterie „wyczuwają” miejscowy stan zapalny.
„Autonomiczna odpowiedź” – jak opisują to działanie badacze – oznacza, że bakteria sama, bez interwencji z zewnątrz, włącza produkcję swoich substancji czynnych dokładnie tam i wtedy, gdy „wykryje” zapalenie, czyli działa jak żywy, samosterujący system dostarczania leku.
Precyzyjnie rzecz ujmując opisany wyżej promotor ykgMO reaguje na stres oksydacyjny, czyli związki towarzyszące zapaleniu.
Nowo zaprojektowana bakteria probiotyczna ma wbudowany „czujnik zapalenia”, który — gdy wykryje sygnały stanu zapalnego w jelicie — automatycznie uruchamia produkcję dwóch rodzajów terapeutyków:
• kompleksu enzymów antyoksydacyjnych (neutralizujących szkodliwe wolne rodniki)
• ludzkie białko TFF3 (trefoil factor 3) wspomagającego gojenie śluzówki.
To właśnie dzięki temu terapia działa punktowo i tylko wtedy, gdy jest potrzebna, zamiast być podawana w sposób ciągły i nieselektywny.
Co więcej?
W modelu mysim ten nowy szczep był podawany w mikrokapsułkach reagujących na pH (Eudragit L100-55), co miało poprawić przeżycie bakterii.
Jakie uzyskano efekty?
Uważna lektura wskazuje, że uzyskane różnice nie były spektakularne. Udało się jednak wykazać, że in vivo ten nowy probiotyk skutecznie łagodzi zapalenie, przywraca integralność bariery nabłonkowej i odwraca uszkodzenie oksydacyjne zarówno w mysich modelach zapalenia okrężnicy profilaktycznych, jak i terapeutycznych.
Ponadto zauważono – jak czytamy – że przekształca mikrobiotę jelitową poprzez tłumienie oportunistycznych patobiontów, takich jak Escherichia-Shigella, jednocześnie promując odrodzenie się korzystnych taksonów, w tym Lachnospiraceae.
Referencje:
- Wang Y i wsp. Adhesion-Enhanced Engineered Probiotic for Prolonged Intestinal Retention and Calprotectin-Responsive IBD Therapy Adv Sci (Weinh). 2026 Sep 11:e77743. DOI: 10.1002/advs.77743.
Fotografia: Efraimstochter / Pixabay
Aby napisać do redakcji, zaloguj się.
