Дизајнерски микроби: Како би овај невероватан алат могао да се избори са ретком болешћу

Пилула која садржи милионе бактерија спремних за колонизацију вашег цријева може бити многима ноћна мора. Али може постати ефикасно ново средство за борбу против болести.

У многим наслеђеним генетским болестима мутирани ген значи да појединац не може направити виталну супстанцу неопходну да би њихово тело расло, развијало се или функционисало. Понекад се то може поправити са синтетичким надомјестком - пилулом - коју могу свакодневно узимати да замијене оно што је њихово тијело природно направило. Особама са ретком генетском болешћу званом фенилкетонурија (ПКУ) недостаје ензим који је неопходан за разбијање протеина. Без ње, токсичне хемикалије се накупљају у крви и могу изазвати трајно оштећење мозга.

Види такође: „Бактерије из ноћне море“: шта требате знати о гљивицама отпорним на антибиотике

Срећом, поправак је лак. Лекари лече ову болест стављајући пацијенте на прехрану са ниским садржајем протеина до краја живота. Заиста, зато што је поправка била тако једноставна, ПКУ је био први поремећај за који су новорођенчад рутински прегледана, почевши од 1961. године, анализирајући кап крви сакупљеног од убода на пети бебе.

Али замислите како је изазов мјерити све што једете током цијелог живота. Да би излечили ПКУ, истраживачи тренутно истражују нове стратегије лечења. Један подразумева коришћење алата за уређивање гена да би се исправиле генетске мутације. Међутим, постојећа технологија је још увијек ризична; постоји шанса да се поремети други гени и изазове колатерална штета за пацијенте.

Шта ако би неко могао да замени сломљени ген без утицаја на геном пацијента? То је управо оно што су урадили истраживачи у биотехнолошкој компанији Синлогиц са седиштем у Кембриџу, Масачусетс. Одлучили су да се уместо директног уплитања у људски геном, директно уведу терапеутске гене у бактерије које се природно налазе у људском цријеву. Ове генетски модификоване бактерије би онда произвеле ензиме којима су недостајали ПКУ пацијенти и разбијали протеине у нетоксичне производе.

Ја сам постдокторски истраживач на УЦСД-у који проучава заједницу микроба који живе у нашим телима и како утичу на наше здравље. Сада почињемо да схватамо улогу коју они играју одржавајући нас здравима. Следећи корак је утврђивање начина на који их можемо изменити како бисмо побољшали своје здравље. Синлогицова студија доноси тај сан корак ближе.

Инжењерске бактерије које живе у нашем цреву

Можда ћете се изненадити када сазнате да у нашим цревима живе трилиони бактерија које нам помажу да пробављамо храну, производимо витамине за нас и образујемо наш имуни систем. Ова заједница микроба је наш микробиом. Заједно они у свом геному држе милионе различитих гена, надмашујући наше људске гене од 150 до 1, и можемо их користити у своју корист.

Есцхерицхиа цоли Ниссле 1917 је један од оних микроба који живе у већини нас и нашироко се користи као пробиотик више од једног века, доказујући своју безбедност.

То је бактерија коју је Синлогиц изабрао да направи како би створио нову терапеутску “супербактерију” која се зове СИНБ1618 за ПКУ пацијенте.

Истраживачи су представили три гена који омогућавају СИНБ1618 да трансформише један од градивних блокова протеина, аминокиселине која се зове фенилаланин, у безбедно једињење, фенилпируват. Докле год су нивои фенилаланина ниски, ПКУ пацијенти не показују никакве симптоме и живе нормалан живот.

Да ли су ГМ бактерије безбедне?

Противници генетски модификованих организама могу се противити додавању дизајнерских микроба у наше утробе. Али баш као и код генетски модификованих намирница, постоје строги ФДА прописи који осигуравају да су ти микроби сигурни.

У случају СИНБ1618 истраживачи су избрисали ген одговоран за производњу есенцијалног састојка за изградњу бактерија. Ако истраживачи не пруже састојак који недостаје за пројектоване бактерије, они се не могу реплицирати и умријети. То је начин да истраживачи контролишу СИНБ1618 у телу пацијента.

Када су тестирали микробе у мишевима, открили су да је након 48 сати без кључног састојка, СИНБ1618 нестао из њихових цријева.

Истраживачи на Синлогиц-у су такође предузели и друге мере предострожности када су инжењерирали СИНБ1618 и одабрали који ће микроби користити за терапију. Осим гена који се додају у процес фенилаланина, инжењерска бактерија садржи управо исте гене као оригинал Е. цоли Ниссле 1917 која је поријеклом из цријева, осигуравајући његову сигурност.

Да ли то стварно функционише?

Када су истраживачи доказали да бактерија може претворити фенилаланин у лабораторију, одлучили су да бактерије дају мишевима са ПКУ. Резултати су показали да је СИНБ1618 деградирао фенилаланин који циркулише у цревима животиња, што је смањило нивое у крви третираних мишева.

Види такође: Студија предлаже пробиотичку бактерију и суперуглуке које могу произвести електричну енергију

Затим, припремајући се за тестове на људима, истраживачи су тестирали СИНБ1618 на мајмунима, како би се осигурала сигурност и ефикасност код људи. Здрави мајмуни без ПКУ су храњени фенилаланином и након тога су добили дозу микроба. Бактерије СИНБ1618 успјешно су редуцирале нивое фенилаланина у крви - баш као што су то учиниле код миша.

Синлогиц тренутно тестира СИНБ1618 код људи у фази 1 клиничког испитивања.

Ово је корак ка новом терапијском приступу који нуди велики потенцијал за лечење људских болести као што је дијабетес и рак и за праћење нивоа инфламације код запаљенских болести црева.

Док откривамо и разумемо улогу свих микроба који насељавају наша тела, очекујем да ћемо идентификовати микробе који могу бити савршена средства за ношење различитих генских терапија које третирају још више болести, укључујући оне које укључују метаболизам и централни нервни систем.

Овај чланак је првобитно објављен на Тхе Цонверсатион би Педро Белда Ферре. Прочитајте оригинални чланак овде.