Ученые из Национального университета Сингапура создали пробиотик для восстановления метаболизма желчных солей, чтобы противостоять возникновению и последствиям инфекции Clostridioides difficile (CDI).
Прием антибиотиков при лечении CDI вызывает дисбиоз, который может нарушить другие процессы, такие как метаболизм желчных солей. Патогенез CDI неразрывно связан со способностью C. difficile переходить от активных вегетативных клеток к неактивным эндоспорам через процессы прорастания и споруляции. В данном исследовании авторы предположили, что дисрегуляция метаболизма желчных солей, опосредованная микробиомом, способствует возникновению CDI и что ее ослабление может ограничить патогенез CDI.
Исследователи под руководством Мэтью Чанга разработали пробиотик, который может обнаруживать возникновение дисбаланса микробиома, вызванного антибиотиками, и экспрессировать фермент, способный регулировать метаболизм желчных солей при его обнаружении. Сконструированный пробиотик представляет собой генетическую схему, состоящую из генетически закодированного датчика, усилителя и исполнительного механизма.
Команда использовала пробиотический штамм E. coli, поскольку его безопасность доказана на людях, а его грамотрицательная природа делает его совместимым с текущей терапией CDI, которая использует антибиотики, направленные на грамположительные бактерии. Сенсор в этом пробиотике определяет наличие сиаловой кислоты, метаболита кишечника, который указывает на дисбаланс микробиома. Активатор вырабатывает фермент, который может регулировать метаболизм желчных солей, активируемый сенсором, и уменьшает количество прорастающих спор Clostridioides difficile, вызывающих CDI. Авторы также включили в пробиотик усилитель, который усиливает активацию сенсора и увеличивает выработку фермента, снижая прорастание спор Clostridioides difficile на 98%. Эксперименты показали, что пробиотик значительно уменьшил тяжесть CDI в лабораторных моделях, что подтверждается 100% выживаемостью и улучшением клинических исходов.
Чанг воодушевлен этим достижением, которое позволяет создать менее инвазивных стратегий лечения. Он говорит: "Наша инновационная научная разработка позволяет лучше понять, как мы можем контролировать микросреду в организме, не прибегая к прямому воздействию, направленному на уничтожение Clostridioides difficile, применению дополнительных антибиотиков или использованию инвазивных методов для избавления от инфекции. Наши перспективы сместились в сторону изучения того, как мы можем разработать противомикробную стратегию, дополняющую и помогающую естественным биологическим процессам в организме, чтобы ограничить возникновение инфекции. Это будет полезно при рассмотрении вопроса о разработке или совершенствовании будущих терапевтических методов лечения CDI".
