Mikrobi koji žive u ljudskim crijevima mogu imati višestruke i dalekosežne učinke na ljudsko zdravlje. Razne bolesti, uključujući i upalne bolesti crijeva (IBD), u međusobnoj su povezanosti s uravnoteženom prisutnosti ovih mikroba u organizmu, što daje naslutiti kako bi uspostavljanje prave ravnoteže moglo pomoći u liječenju raznih oboljenja.
Mnogi probiotici – živi kvasac ili bakterije – koji se trenutno mogu naći na tržištu, optimizirani su kroz evoluciju u kontekstu zdravih crijeva. Ipak, kako bi bili u mogućnosti liječiti kompleksne bolesti kao što su upalne bolesti crijeva, probiotik bi trebao imati razne funkcije, uključujući sposobnost smirivanja upale, popravljanja oštećenja i obnavljanja mikrobioma u crijevima.
Vodeći se svim potrebnim činjenicama, istraživači s Brigham and Women’s Hospital su razvili “dizajnerski” probiotik – “pametni” inženjerski modificirani kvasac koji može pokrenuti višestruke obećavajuće procese u liječenju upalnih bolesti crijeva, a sami pretklinički rezultati njihova rada objavljeni su u Nature Medicine.
Uzeli smo kvasac, upravo onaj kvasac koji se koristi za proizvodnju piva, i dali smo mu sposobnost da osjeti upalu i luči protuupalnu molekulu. Ovu novu platformu smo nazvali “Y-bots” (roboti od kvasca) i upravo tu vidimo potencijal za razvoj terapija koje mogu liječiti bolesti crijevnog tkiva i još mnogo više, izjavio je Francisco Quintana, PhD.
Prethodno istraživanje, provedeno u Quintana laboratoriju, pomoglo je osvijetliti povezanost između crijeva i bolesti koje pogađaju mozak, upućujući na potencijalnu primjenu inženjerski modificiranih probiotika i van granica upalnih bolesti crijeva.
Quintana i kolege razvili su svoj probiotik pomoću Saccharomyces cerevisiae, vrste kvasca koji se koristi kod pravljenja vina, pekarskih proizvoda i piva. Koristeći se tehnologijom za uređivanje gena, CRISPR/Cas9, istraživači su dodali genske elemente koji mogu osjetiti upalu i odgovoriti na istu lučenjem enzima koji može razgraditi ključnu molekulu uključenu u upalu.
Inženjerski modificiran kvasac može lučiti različite razine enzima, što ovisi o tome koliki je upalni signal prisutan na određenom mjestu u crijevima. To znači da probiotik može imati točno usmjereni odgovor na upalu. Kod miševa je inženjerski modificirani kvasac uspješno umirio crijevnu upalu, smanjio fibrozu i pomogao kod postizanja uravnoteženog crijevnog mikrobioma.
Da bi ova nova platforma mogla zaživjeti kao terapija kod upalnih bolesti crijeva, ali i drugih bolesti, Quintana i kolege morati će provesti daljnje sigurnosne studije. Također planiraju daljnje usavršavanje i testiranje inženjerski modificiranog kvasca kako bi utvrdili mogu li ubrzati proces reparacije tkiva. Osim upalnih bolesti crijeva, tim planira istražiti korištenje inženjerski modificiranog probiotika kod ublažavanja čestih nuspojava imunoterapije koja se koristi u tretiranju raka.
Želimo koristiti alate sintetske biologije kako bismo stvorili ono što se može naći u prirodi. Stvaranjem probiotika cilj nam je stvoriti personalizirane, lokalizirane i strogo kontrolirane lijekove za liječenje bolesti crijeva, ali i mnogo više od toga, rekao je Quintana.
