В новом исследовании ученые разрабатывают пробиотик для лечения воспалительного заболевания кишечника. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Актуальность проблемы
По данным авторов исследования, около 1,6 миллиона человек только в США в настоящее время страдают неизлечимыми воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), такими как болезнь Крона и язвенный колит. В США ежегодно диагностируется 70 000 новых случаев.
Пациенты с ВЗК страдают от боли, сильного дискомфорта и многих других симптомов, вызванных постоянным рецидивом и ремиссией воспалительных поражений в слое клеток, которые выстилают слизистую оболочку кишечника. Точные причины ВЗК до сих пор плохо изучены, но ясно, что действует неправильно направленная иммунная система и что определенные компоненты микробиома кишечника и факторы окружающей среды способствуют его разрушительным силам. Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) разрушают эпителиальные клетки, которые функционируют как барьер между просветом кишечника и наружным слоем кишечника. Потеря барьерной функции приводит к циклу обратной связи обострения воспаления, вызванного бактериями и другими микроорганизмами, пересекающими барьер.
В то время как противовоспалительные препараты могут ослаблять острое воспаление, а антибиотики могут бороться с местными инфекциями при обострении ВЗК, их использование также обходится дорого. Противовоспалительные препараты могут иметь серьезные побочные эффекты, а антибиотики могут разрушать полезные бактерии в составе микробиома. Важно отметить, что нет доступных методов лечения ВЗК, которые могли бы применяться к воспаленным поражениям непосредственно из просвета кишечника, чтобы ускорить процесс заживления и минимизировать использование лекарственных препаратов.
Результаты научной работы
Исследовательская группа из Гарвардского университета (Harvard University) под руководством Нила Джоши (Neel Joshi) разработала метод, основанный на применении живого материала, который использует штамм генно-инженерных бактерий кишечной палочки E. coli в качестве пробиотика местного действия.
PATCH — это биологически активный материал, синтезируемый искусственными пробиотическими бактериями, который помогает поддерживать барьерную функцию кишечника даже при наличии воспалительных повреждений, тем самым помогая удерживать микроорганизмы в просвете кишечника и ослабляя симптомы воспаления. Инженерные бактерии производят сеть нановолокон, которые напрямую связываются со слизью, заполняя воспаленные участки как пластырь и защищая их от кишечных патогенов и факторов окружающей среды.
«Используя этот метод терапии, мы создали многовалентные биоматериалы, которые секретируются бактериями на месте и прикрепляются ко многим слизистым белкам сразу же — твердо прилипая к вязкому и иным образом движущемуся слою слизи, что является сложной задачей», — комментирует Джоши. «PATCH создает биосовместимое, мукоадгезивное покрытие, которое функционирует как стабильный, самовосстанавливающийся пластырь и обеспечивает биологические сигналы для заживления слизистой оболочки».
Самовосстанавливающиеся бактериальные гидрогели, прочно прикрепленные к поверхности слизистой оболочки ex vivo, и при пероральном введении мышам выдерживают высокие значения рН желудка и тонкой кишки, не влияя на здоровье животных.
Авторы другого исследования утверждают, что голодание способствует уменьшению признаков воспаления.
