Zmodyfikowane genetycznie bakterie mogłyby chronić układ pokarmowy

Ochrona miałaby pomóc pacjentowi w uniknięciu niekorzystnych skutków ubocznych antybiotykoterapii – informuje pismo „Nature Biomedical Engineering”.

Dzięki antybiotykom choroby zakaźne mogą być w większości przypadków skutecznie leczone. Jednak leki te działają nie tylko na szkodliwe bakterie chorobotwórcze, lecz także na pożyteczne bakterie zamieszkujące jelita. W rezultacie pojawiają się biegunki, stany zapalne oraz poważne infekcje. Powszechne stosowanie antybiotyków przyczyniło się także do rozprzestrzeniania się na całym świecie opornych szczepów drobnoustrojów.

Aby ograniczyć szkodliwe skutki uboczne antybiotyków, leczonym nimi osobom przepisuje się probiotyki – preparaty zawierające żywe drobnoustroje o korzystnym oddziaływaniu na przewód pokarmowy.
Teraz naukowcy z Harvard University i Massachusetts Institute of Technology stworzyli zmodyfikowane genetycznie bakterie, które mogą potencjalnie chronić ludzi przed szkodliwymi skutkami ubocznymi antybiotyków.

– Przez całe twoje życie drobnoustroje jelitowe łączą się w bardzo zróżnicowaną społeczność, która pełni ważne funkcje w ciele – wyjaśnił dr Andrés Cubillos-Ruiz, główny autor badania i naukowiec w Centrum Biologii Syntetycznej MIT i Wyss Institute for Biological Inspired na Harvardzie. – Problem pojawia się, gdy interwencje, takie jak leki lub określone rodzaje diety, wpływają na skład mikroflory i powodują odmienny stan, zwany dysbiozą. Niektóre grupy drobnoustrojów znikają, a aktywność metaboliczna innych wzrasta. Ta nierównowaga może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych.

Cubillos-Ruiz i współpracownicy wykorzystali zmodyfikowany szczep bakterii Lactococcus lactis, który jest bezpieczny dla ludzi i jest często używany w produkcji sera. Bakteria ta wytwarza enzym, który może rozkładać antybiotyki β-laktamowe. Wiele z najczęściej przepisywanych antybiotyków, w tym penicylina, ampicylina i amoksycylina, należy do tej kategorii.

Dzięki edycji genów naukowcy zmodyfikowali sposób, w jaki szczep syntetyzuje enzym, aby zapobiec przekazywaniu tej zdolności innym bakteriom. Maleje szkodliwe działanie antybiotyków, ale nadal mogą one przeciwdziałać infekcjom.

Jak wykazały eksperymenty na myszach, zmodyfikowane bakterie znacząco zmniejszyły skutki uboczne powodowane przez ampicylinę i utratę prawidłowego mikrobiomu jelitowego. Szczep zmniejszał również prawdopodobieństwo obecności genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe w mikrobiomie jelitowym i zapobiegał utracie drobnoustrojów, które walczą z Clostridium difficile. W grupie myszy, które otrzymały tylko antybiotyk, wystąpiła znacznie większa utrata drobnoustrojów jelitowych i wysoki poziom C. difficile w jelitach.

Teraz naukowcy pracują nad wersją leczenia, którą można by przetestować klinicznie.

– Skupiamy się na dostarczaniu tych żywych terapii pacjentom i finalizujemy projektowanie skutecznej, krótkiej i niedrogiej próby klinicznej – powiedział Cubillos-Ruiz.