Mohou geneticky upravené bakterie ochránit střevní mikroflóru před antibiotiky?
15.8.2022 |
V případě infekčního onemocnění bakteriálního původu mohou být antibiotika (ATB) život zachraňujícím lékem, avšak zároveň mohou decimovat prospěšné bakterie, které žijí v zažívacím traktu lidí i zvířat. Po léčbě pomocí ATB hrozí u některých pacientů vznik zánětu nebo oportunních infekcí způsobených Clostridium difficile. Nesprávné a nadměrné používání ATB může navíc vést k šíření genů rezistence mezi různými bakteriemi.
Ve snaze snížit tato rizika vyvinuli vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) nový způsob, jak ochránit přirozenou střevní mikroflóru. Použili bakteriální kmen Lactococcus lactis, běžně používaný při výrobě sýrů, a upravili jej tak, aby produkoval enzym beta-laktamázu, který dokáže štěpit beta-laktamová ATB.
Aby se vědci vyvarovali šíření genů rezistence, použili přístup syntetické biologie, který jim umožnil přepsat způsob, jakým bakterie syntetizuje beta-laktamázu. Gen pro její syntézu byl rozštěpen na dva kusy, z nichž každý kóduje fragment enzymu. Tyto genové segmenty byly umístěny na různých úsecích DNA, takže je velmi nepravděpodobné, že by byly oba přeneseny do jiné bakteriální buňky.
Ve studii na myších bylo zjištěno, že když se toto "živé bioterapeutikum" podává spolu s ATB, chrání střevní mikroflóru a zároveň umožňuje, aby hladiny ATB cirkulujících v krevním řečišti zůstaly vysoké. Myši, které dostávaly upravené bakterie, si udržovaly mnohem vyšší úroveň mikrobiální diverzity ve střevě a u žádné z nich nebyla zaznamenána oportunní infekce C. difficile. Naopak myším, jimž byla podávána pouze ATB, dramaticky klesla střevní mikrobiální diverzita a všechny vykazovaly vysoké hladiny C. difficile ve střevě.
"Tato práce ukazuje, že syntetickou biologii lze využít k vytvoření nové třídy syntetických terapeutik pro snížení nepříznivých účinků ATB," říká James Collins, profesor Lékařského inženýrství a vědy z MIT z Ústavu lékařského inženýrství a vědy a Ústavu biologického inženýrství.
Vědci nyní plánují začít vyvíjet verzi léčby, která by mohla být testována na lidech s vysokým rizikem vzniku akutních onemocnění, které pramení ze střevní dysbiózy vyvolané ATB, a doufají, že by nakonec mohla být použita k ochraně každého, kdo potřebuje užívat ATB na mimo-střevní infekce.
Zdroje: