123RF
Jak kontrolować mikrośrodowisko w organizmie?
Redaktor: Iwona Konarska
Data: 11.08.2022
Źródło: Paweł Wernicki/PAP
Zmodyfikowana probiotyczna bakteria, która reguluje metabolizm soli żółciowych w przewodzie pokarmowym, może przeciwdziałać zakażeniu bakterią Clostridioides difficile (CDI) i jego skutkom – informuje pismo „Nature Communications”.
Zainfekowanie jelita grubego przez bakterię Clostridioides difficile prowadzi do zakaźnej biegunki. Większość przypadków CDI zaobserwowano u osób, które przyjmowały antybiotyki lub właśnie zakończyły terapię antybiotykową.
Podawanie antybiotyków w leczeniu CDI powoduje zaburzenie równowagi mikrobiomu jelitowego, znane jako dysbioza. Może to zakłócać inne procesy mikrobiomu, takie jak metabolizm soli żółciowych. Z kolei rozregulowanie metabolizmu soli żółciowych może aktywować uśpione spory Clostridioides difficile, powodując ciężką biegunkę i zapalenie jelita grubego lub ponowną CDI.
Wykorzystując pospolity szczep bakterii Escherichia coli, zespół naukowców z National University of Singapore Yong Loo Lin School of Medicine (NUS Medicine) kierowany przez prof. Matthew Changa opracował probiotyk, który w razie wystąpienia zaburzeń równowagi mikrobiomu wywołanych przez antybiotyki może aktywować enzym regulujący metabolizm soli żółciowych. Probiotyk ten wykorzystuje „obwód genetyczny”, na który składają się: genetycznie zakodowany czujnik, wzmacniacz i element wykonawczy.
Szczep E. coli został wybrany ze względu na jego udowodnione bezpieczeństwo u ludzi, a ponieważ należy do bakterii Gram-ujemnych, jest kompatybilny z obecną terapią CDI, która wykorzystuje antybiotyki skierowane przeciwko bakteriom Gram-dodatnim.
Czujnik bakterii wykrywa obecność kwasu sialowego, metabolitu jelitowego, który wskazuje na zaburzenia równowagi mikrobiomu. Aktywowany przez czujnik element wykonawczy wytwarza enzym, który może regulować metabolizm soli żółciowych i ogranicza „kiełkowanie” przetrwalników Clostridioides difficile wywołujących CDI. Zespół uwzględnił również wzmacniacz, który wzmacnia aktywację przez czujnik i zwiększa produkcję enzymu, redukując kiełkowanie przetrwalników Clostridioides difficile o 98 proc.
Eksperymenty wykazały, że probiotyk znacznie ograniczył CDI w modelach laboratoryjnych, o czym świadczy 100-procentowa przeżywalność i lepsze wyniki kliniczne.
– Ta innowacja naukowa pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób możemy kontrolować mikrośrodowisko w organizmie, bez konieczności bezpośredniego zabijania bakterii Clostridioides difficile, podawania dodatkowych leków lub stosowania inwazyjnych metod w celu pozbycia się infekcji – wskazał prof. Chang. – To przydatne, gdy rozważamy rozwój lub udoskonalenie przyszłych metod leczenia CDI – dodał.
Tytuł pochodzi od redakcji.
Podawanie antybiotyków w leczeniu CDI powoduje zaburzenie równowagi mikrobiomu jelitowego, znane jako dysbioza. Może to zakłócać inne procesy mikrobiomu, takie jak metabolizm soli żółciowych. Z kolei rozregulowanie metabolizmu soli żółciowych może aktywować uśpione spory Clostridioides difficile, powodując ciężką biegunkę i zapalenie jelita grubego lub ponowną CDI.
Wykorzystując pospolity szczep bakterii Escherichia coli, zespół naukowców z National University of Singapore Yong Loo Lin School of Medicine (NUS Medicine) kierowany przez prof. Matthew Changa opracował probiotyk, który w razie wystąpienia zaburzeń równowagi mikrobiomu wywołanych przez antybiotyki może aktywować enzym regulujący metabolizm soli żółciowych. Probiotyk ten wykorzystuje „obwód genetyczny”, na który składają się: genetycznie zakodowany czujnik, wzmacniacz i element wykonawczy.
Szczep E. coli został wybrany ze względu na jego udowodnione bezpieczeństwo u ludzi, a ponieważ należy do bakterii Gram-ujemnych, jest kompatybilny z obecną terapią CDI, która wykorzystuje antybiotyki skierowane przeciwko bakteriom Gram-dodatnim.
Czujnik bakterii wykrywa obecność kwasu sialowego, metabolitu jelitowego, który wskazuje na zaburzenia równowagi mikrobiomu. Aktywowany przez czujnik element wykonawczy wytwarza enzym, który może regulować metabolizm soli żółciowych i ogranicza „kiełkowanie” przetrwalników Clostridioides difficile wywołujących CDI. Zespół uwzględnił również wzmacniacz, który wzmacnia aktywację przez czujnik i zwiększa produkcję enzymu, redukując kiełkowanie przetrwalników Clostridioides difficile o 98 proc.
Eksperymenty wykazały, że probiotyk znacznie ograniczył CDI w modelach laboratoryjnych, o czym świadczy 100-procentowa przeżywalność i lepsze wyniki kliniczne.
– Ta innowacja naukowa pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób możemy kontrolować mikrośrodowisko w organizmie, bez konieczności bezpośredniego zabijania bakterii Clostridioides difficile, podawania dodatkowych leków lub stosowania inwazyjnych metod w celu pozbycia się infekcji – wskazał prof. Chang. – To przydatne, gdy rozważamy rozwój lub udoskonalenie przyszłych metod leczenia CDI – dodał.
Tytuł pochodzi od redakcji.
Przegląd Gastroenterologiczny
