Naukowcy stworzyli „programowalne” bakterie przeciw chorobom dziąseł
Zapalenie przyzębia, przewlekła choroba niszcząca dziąsła i kości podtrzymujące zęby, dotyka niemal połowy dorosłych na świecie. Problemem terapii jest to, że trudno jednocześnie usunąć bakteryjne biofilmy i opanować wywołany przez nie stan zapalny. Naukowcy opracowali zmodyfikowaną bakterię, która wykonuje oba zadania w odpowiedniej kolejności.
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Journal of Dental Research zespół badaczy z Chin i Australii wykorzystał probiotyczną bakterię Escherichia coli Nissle 1917. Naukowcy wyposażyli ją w trzy dodatkowe mechanizmy.
Pierwszym były nanocząsteczki zawierające metronidazol — antybiotyk aktywujący się wyłącznie w beztlenowym środowisku chorej kieszonki dziąsłowej. Drugim elementem była bakteryjna hemoglobina pochodząca z rodzaju Vitreoscilla, która chroni probiotyk przed działaniem własnego antybiotyku. Trzecim rozwiązaniem okazał się aktywowany ciepłem przełącznik genetyczny uruchamiający enzym przeciwutleniający dopiero po zakończeniu walki z bakteriami.
– Chcieliśmy stworzyć terapię działającą zgodnie z naturalnym przebiegiem choroby: najpierw eliminującą szkodliwe drobnoustroje, a dopiero potem wyciszającą stan zapalny – wyjaśnia Lili Chen.
W eksperymentach na szczurach terapia znacząco ograniczyła liczbę groźnych bakterii P. gingivalis i F. nucleatum oraz pomogła odbudować zdrowy mikrobiom jamy ustnej. Po aktywacji cieplnej zmodyfikowane bakterie zmniejszały stres oksydacyjny i wspierały regenerację tkanek przyzębia oraz kości.
Jak wyłączyć bakterię?
Badacze dodali również mechanizm bezpieczeństwa. Ta sama hemoglobina, która chroni bakterie, może działać jako „wyłącznik awaryjny”. Krótki impuls ultradźwiękowy o niskiej energii powoduje rozpad zmodyfikowanych bakterii, nie pozostawiając ich w organizmie.
– To pierwszy przypadek zaprogramowania żywej bakterii do przeprowadzenia czasowego, dwuetapowego programu terapeutycznego wewnątrz organizmu – podkreśla Yuzhou Wu.
Zdaniem autorów podobną platformę można w przyszłości wykorzystać także w leczeniu innych chorób zapalnych związanych z zaburzeniami mikrobiomu i stresem oksydacyjnym.
Źródło: KeAi Communications Co.
Czytaj też: Baterie nowej generacji. Jak przedłużyć ich żywotność?
Grafika tytułowa: CDC / Unsplash
