Генномодифицированные пивные дрожжи лечат воспаления кишечника

Исследователи из Brigham and Women’s Hospital разработали дрожжи, используемые в выпечке, виноделии и пивоварении, для лечения воспалительного заболевания кишечника (ВЗК). Бактерия была модифицирована, чтобы секретировать противовоспалительную молекулу в ответ на признаки воспаления кишечника, и доказала свою эффективность в доклинических испытаниях.

От микробиома нашего кишечника зависит многое, от рака до нейродегенеративных заболеваний, но до сих пор неясно, как именно мы можем воплотить эти новые открытия в клинические методы лечения. Фекальные трансплантаты, вероятно, являются наиболее простым средством, изменяющим микробиом, которое было разработано, в то время как пробиотики просто полагаются на повышение определенных уровней естественных бактерий.

Возможно, самая футуристическая изучаемая микробиомная терапия — это идея генно-инженерных пробиотиков. Здесь исследователи модифицируют бактерии, чтобы либо поглощать молекулы, которые нам не нужны в нашем теле, либо выделять молекулы, которые, как мы знаем, обладают положительным терапевтическим действием.

За последние несколько лет различные предварительные исследования продемонстрировали, что искусственно созданные бактерии убивают колоректальный рак, лечат диабет и выводят излишки аммиака. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Medicine, демонстрирует, как дрожжевые бактерии, созданные с помощью CRISPR, могут обнаруживать воспаление кишечника и лечить его.

«Мы взяли дрожжи — те самые дрожжи, которые используются для производства пива — и дали им способность ощущать воспаление и выделять противовоспалительную молекулу», — объясняет автор исследования Франсиско Кинтана.

«Мы называем эту новую платформу «Y-ботами» (дрожжевые роботы) и видим здесь потенциал для разработки терапевтических средств, которые могут лечить заболевания кишечной ткани и многое другое».

Исследователи описывают генномодифицированные пивные дрожжи как «самонастраиваемые», что означает, что секреция их противовоспалительной молекулы напрямую связана с обнаруживаемыми уровнями другой провоспалительной молекулы.

Таким образом, бактерии гипотетически должны быть способны оказывать локализованное воспалительное лечение в зависимости от сигналов, которые они получают в кишечнике. Отсутствие воспаления означает отсутствие секретируемых лекарств, сильное воспаление равно большому количеству противовоспалительных метаболитов.

Как и в случае с большинством этих экспериментов с искусственными бактериями, исследования все еще находятся на доклинических стадиях. Новая работа подробно описывает тесты на моделях мышей с ВЗК, показывающие, что сконструированные дрожжи действительно эффективно подавляют воспаление кишечника с эффективностью, «подобной или выше», чем у существующих методов лечения. Но до сих пор не было предпринято никаких испытаний на людях.

Но если подумать о том, как медицина могла бы выглядеть через несколько десятилетий, эти виды искусственно созданных бактерий могут подарить нам увлекательную идею. Помимо воспаления кишечника, бактерии можно гипотетически модифицировать, чтобы диагностировать многие заболевания и производить любое количество различных метаболитов в качестве лечения.

«Мы хотим использовать инструменты синтетической биологии для разработки того, что можно найти в природе», — говорит Франсиско Кинтана.

«Наша цель — создать более персонализированные, локализованные и строго контролируемые лекарства для лечения заболеваний кишечника и не только».

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Medicine.