A genetikailag módosított élő hidrogél anyag megkönnyíti a bél sebgyógyulását

Csak az Egyesült Államokban körülbelül 1,6 millió embernek van élethosszig tartó és gyógyíthatatlan gyulladásos bélbetegsége (IBD), beleértve a Crohn -betegséget és a fekélyes vastagbélgyulladást. és 70, Évente 000 új esetet diagnosztizálnak az USA -ban. Az IBD -s betegek fájdalomtól szenvednek, extrém kényelmetlenség, és sok más tünet, amelyet a bél lumenét (nyálkahártyáját) szegélyező sejtrétegben folyamatosan relapszáló és remisszív gyulladásos elváltozások okoznak. Az IBD pontos okai még mindig nem tisztázottak, de világos, hogy rosszul irányított immunrendszer működik, és hogy a bélrendszerünk mikrobiális közösségének egyes összetevői, bélmikrobiomaként ismert, és a környezeti tényezők hozzájárulnak romboló ereihez.

Míg a gyulladáscsökkentő gyógyszerek csillapíthatják az akut gyulladást, és az antibiotikumok harcolhatnak a helyi fertőzések ellen, amikor az IBD epizódok fellángolnak, használatuk is költséggel jár. A gyulladáscsökkentő szerek súlyos mellékhatásokkal járhatnak, az antibiotikumok pedig megzavarhatják a mikrobióma jótékony részeit, amelyektől számos funkciónk függ. Fontos, nem állnak rendelkezésre sebkezelések, amelyeket közvetlenül a bél lumenéből lehet alkalmazni a gyulladt elváltozásokra, hogy felgyorsítsák a gyógyulási folyamatot és minimálisra csökkentsék ezeknek a gyógyszereknek a használatát.

Most, a Harvard Wyss Biológiai Inspirált Mérnöki Intézetének kutatócsoportja, Neel Joshi vezetésével, Ph.D., kifejlesztett egy élő anyag megközelítést, amely géntechnológiával módosított E.coli Nissle bélbaktérium törzset használ helyileg ható probiotikumként. A mesterségesen előállított baktériumok nanoszálakból álló hálózatot termelnek, amely közvetlenül kötődik a nyálkához, hogy kitöltse a gyulladt területeket, mint egy tapasz, megvédi őket a bél mikrobáitól és a környezeti tényezőktől. Ez a probiotikus alapú terápiás stratégia megvédte az egereket a vegyi anyag által kiváltott colitis hatásaitól, és elősegítette a nyálkahártya gyógyulását. Eredményeikről számolnak be Nature Communications .

"Ezzel az" élő terápia "megközelítéssel, olyan multivalens bioanyagokat hoztunk létre, amelyeket a helyszínen élő baktériumok választanak ki, és egyszerre sok nyálkafehérjéhez kötődnek - szilárdan tapadva a viszkózus és egyébként mozgó nyálkahártyához, ami kihívást jelent, "mondta Joshi." A "Probiotic Associated Therapeutic Curli Hybrid" (PATCH) megközelítés, ahogy elneveztük, biokompatibilitást hoz létre, mukoadhezív bevonat, amely stabilként funkcionál, önregeneráló BAND-AID® és biológiai jelzéseket ad a nyálkahártya gyógyulásához. "Joshi jelenleg a Wyss Intézet törzskari tagja és a Harvard Paulson Műszaki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának (SEAS) docense, és rövidesen kinevezik professzornak a bostoni Northeastern Egyetemre.

A korábbi munkákban, Joshi csoportja bebizonyította, hogy az önregenerálódó bakteriális hidrogének szilárdan kapcsolódnak a nyálkahártya felületeihez ex vivo, és, egereknek szájon át adva, ellenáll a gyomor és a vékonybél kemény pH -jának és emésztési körülményeinek, anélkül, hogy befolyásolná az állatok egészségét. Legyártani őket, csapata egy laboratóriumi E. coli törzset programozott egy módosított CsgA fehérje szintetizálására és kiválasztására, amely az E. coli "curli" rendszerének részeként a baktériumok külső felületén hosszú nanoszálakká válik össze. "A nyálka tapadásának lehetővé tétele érdekében a CsgA-t egyesítettük a különböző emberi trefoil faktorok (TFF) nyálkahártya-kötő doménjével, a bél nyálkahártyájában természetes módon előforduló fehérjék, amelyek kötődnek a mucinokhoz, az ott található fő nyálkafehérjék. A kiválasztott fúziós fehérjék víztároló hálót alkotnak, hangolható hidrogél tulajdonságokkal, -mondta Anna Duraj-Thatte társszerző. Ph.D., Joshival dolgozó posztdoktori munkatárs. "Ez egyszerű és megbízható stratégia volt az önmegújítás előállítására, mucoadhezív anyagok, amelyek hosszú tartózkodási idővel rendelkeznek az egér bélrendszerében. "

Új tanulmányukban a csapat tovább épült ezekre az eredményekre, és bevezette a TFF3 -on alapuló nyálkahártya -tapadó hidrogél egyikének előállítására szolgáló gépet egy E. coli Nissle törzsbe, amely egy normális bélbaktérium, amely az IBD által érintett bélrendszer vastagbél- és vakbélszakaszában is képes fejlődni. , és jelenleg számos kereskedelmi probiotikus készítményben értékesítik. "Azt találtuk, hogy az újonnan kifejlesztett Nissle baktériumok szájon át adva, szintén lakott és a bélrendszerben lakott, és hogy göndör rostjaik beépültek a bél nyálkahártyájába, -mondta Pichet Praveschotinunt, az első szerző. aki Joshi mentorált végzős hallgatója.

Amikor vastagbélgyulladást indukáltunk az egerek vastagbélében a kémiai dextrán -nátrium -szulfát szájon át történő beadásával, olyan állatok, amelyek a PATCH-generáló E. coli Nissle törzset napi rektális beadással kapták, három nappal a kémiai kezelés előtt, lényegesen gyorsabb gyógyulást és alacsonyabb gyulladásos válaszokat mutatott, ami miatt sokkal kevesebb fogyást és gyorsabb felépülést okoztak a kontroll állatokhoz képest. A vastagbél hámnyálkahártyáján normálisabb a morfológia és alacsonyabb a beszivárgó immunsejtek száma.

Az első szerző Pichet Praveschotinunt

Joshi és csapata úgy gondolja, hogy megközelítésüket a meglévő gyulladásgátló kísérő terápiájaként fejleszthetik ki, immunszuppresszív, és antibiotikum terápiák, amelyek segítenek minimalizálni a betegek gyógyszeres expozícióját, és potenciálisan védelmet nyújtanak az IBD visszaesései ellen.

Ez az erőteljes és egyszerű megközelítés potenciálisan befolyásolhatja több ezer IBD-s beteg életét, akik számára nem áll rendelkezésre betegségspecifikus gyógymód. Ez is a Wyss Intézet „Élő celluláris eszközök” kezdeményezésének kreativitásáról és jövőképéről tanúskodik, amely az élő sejteket tervezi meg a legfontosabb terápiás és diagnosztikai feladatok elvégzésére testünkben.

A Wyss Intézet alapító igazgatója, Donald Ingber, M.D., Ph.D., aki egyben a HMS Judah Folkman vascularis biológia professzora, a vaszkuláris biológiai program a Bostoni Gyermekkórházban, és a SEAS biomérnöki professzora

• A PENTAX Medical 125 dollárt emel,
• Az idősebb felnőttek műtét előtti rehabilitációs programja jobb eredményekhez vezet