Considerate tutte queste esigenze, i ricercatori del Brigham and Women's Hospital hanno sviluppato un probiotico "designer", un lievito progettato con cura che può indurre molteplici effetti per il trattamento dell'IBD. I risultati preclinici del loro lavoro sono pubblicati in Medicina della natura .
Abbiamo preso il lievito, lo stesso lievito usato per fare la birra, e gli abbiamo dato la capacità di percepire l'infiammazione e secernere una molecola antinfiammatoria. Chiamiamo questa nuova piattaforma "Y-bots" (robot di lievito) e vediamo qui il potenziale per lo sviluppo di terapie in grado di curare le malattie del tessuto intestinale e altro ancora".
Francesco Quintana, dottorato di ricerca, autore corrispondente, investigatore, Centro Ann Romney per le malattie neurologiche, Brigham and Women's Hospital
Precedenti ricerche del laboratorio Quintana hanno contribuito a chiarire la connessione tra l'intestino e le malattie che colpiscono il cervello, suggerendo potenziali applicazioni per l'ingegneria dei probiotici oltre l'IBD.
Quintana e colleghi hanno sviluppato il loro probiotico utilizzando Saccharomyces cerevisiae, una specie di lievito utilizzato nella vinificazione, cottura e fermentazione. Utilizzando la tecnologia di editing genetico CRISPR/Cas9, i ricercatori hanno introdotto elementi genetici in grado di rilevare l'infiammazione e rispondere ad essa secernendo un enzima in grado di degradare una molecola chiave coinvolta nell'infiammazione. Il lievito ingegnerizzato può secernere diversi livelli di enzimi, a seconda di quanto segnale infiammatorio è presente in una posizione nell'intestino. Ciò significa che il probiotico può avere una risposta altamente localizzata all'infiammazione. Nei topi, il lievito ingegnerizzato ha soppresso con successo l'infiammazione intestinale, ridotto la fibrosi e ripristinato un microbioma intestinale equilibrato.
Per portare questa nuova piattaforma terapeutica in relazione alle IBD e ad altre malattie nell'uomo, Quintana e colleghi dovranno condurre studi sulla sicurezza. Hanno anche in programma di perfezionare e testare ulteriormente il lievito ingegnerizzato per vedere se possono accelerare la riparazione dei tessuti. Oltre l'IBD, il team prevede di studiare l'uso di probiotici ingegnerizzati per il trattamento di un effetto collaterale comune dell'immunoterapia del cancro, colite.
"Vogliamo utilizzare gli strumenti della biologia sintetica per progettare ciò che si può trovare in natura, " disse Quintana. "Con l'ingegnerizzazione dei probiotici, il nostro obiettivo è creare più personalizzati, farmaci localizzati e altamente controllati per il trattamento di malattie dell'intestino e oltre".
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