يمكن أن توفر البكتيريا المصنعة للأدوية نهجًا أكثر استهدافًا لعلاج أمراض الأمعاء.
.jpg)
قامت عالمة الأحياء الدقيقة كامي ليسر بتحويل أنظمة إفراز البكتيريا إلى مركبات جديدة لتوصيل الأدوية.
تمتلك البكتيريا آلات جزيئية معقدة تساعدها على إحداث المرض . يمكن للعلماء الآن الاستفادة من هذه الآلات لعلاج المرض بدلاً من ذلك .
ابتكرت كامي ليسر، عالمة الأحياء الدقيقة في معهد ماساتشوستس للأبحاث العامة، طريقة لاختطاف نظام إفراز بكتيري ونقله إلى الإشريكية القولونية ، مما يجعل البكتيريا تطلق جزيئات علاجية . في مقابلة مع The Scientist، وصفت ليسر كيف فتحت وجهات النظر متعددة التخصصات الباب أمام توصيل الأدوية التي تمكنها البكتيريا .
كيف توصلت إلى فكرة استخدام البكتيريا لتوصيل الأدوية؟
أدرس آلية الإفراز في مسببات الأمراض ، وخاصة الشيغيلا ، التي لديها نظام إفراز من النوع الثالث لإطلاق الجزيئات في الخلايا المضيفة . ومع ذلك ، نادرًا ما تفرز الإشريكية القولونية البروتينات خارج الخلية ، ما لم يقم الباحثون بإدخال أنظمة إفراز من أنواع مختلفة . منذ سنوات عديدة ، بدأ مختبري في نقل أنظمة إفراز من النوع الثالث إلى سلالة معملية من الإشريكية القولونية . أدركنا أنه إذا نقلنا آلية الإفراز بدون الطرف ، فإنها ستفرز البروتينات العلاجية في محيط البكتيريا .
ما الذي يجعل البكتيريا مناسبة لهذا التطبيق؟
على الرغم من أن آلية الإفراز تتكون من حوالي 20 بروتينًا مختلفًا ، فإن كل شيء متجاور في الجينوم ، مما يجعله مضغوطًا . في منصة PROBbiotic Type 3 secretion E. coli Therapeutic (PROT3EcT) التي طورناها، قمنا بالتقاط تلك القطع من الحمض النووي ونقلها من شيغيلا إلى E. coli.1 ثم أضفنا منظمًا حتى نتمكن من التحكم في تعبيره ، وأخيرًا أضفنا حمولاتنا . النظام معياري ، ويمكنك مزج ومطابقة مكوناته .
ما أنواع الجزيئات العلاجية التي يمكنك تقديمها ؟
نعمل في المقام الأول مع الأجسام النانوية ، على الرغم من أننا أظهرنا أنه يمكن إفراز بروتينات أخرى أيضًا. الأجسام النانوية هي أجسام مضادة أحادية المجال موجودة في الإبل ، مثل الألبكة والإبل ، ولكن أيضًا في أسماك القرش . إنها مستقرة جدًا بشكل عام ولديها تقارب ارتباط لائق ، لذلك فهي تنمو في شعبيتها كعلاج . لقد استخدمنا PROT3EcT لتوصيل أجسام نانوية ترتبط بعامل نخر الورم ألفا (TNF-؟) وتحييده لمنع تطور الالتهاب في نموذج فأر مصاب باضطراب الأمعاء (IBD.1)
في دراسة حديثة ، استخدمنا PROT3EcT لاستهداف البكتيريا القولونية النزفية المعوية (EHEC).2 لا يمكنك إعطاء المضادات الحيوية للمرضى المصابين بـ EHEC، لأن الأدوية تحفز استجابة الإجهاد التي تجعل البكتيريا تطلق المزيد من السموم .
حدد لويس أنخيل فرنانديز من الجامعة المستقلة في مدريد جسمًا نانويًا يمنع البروتين اللازم لعدوى EHEC.3 وأظهر أنه نجح في المختبر، وأثبتنا أن PROT3EcT يمكنه توصيل هذا الجسم النانوي في الجسم الحي للوقاية في نموذج فأر مصاب بـ EHEC.
ما هي مزايا PROT3EcT مقارنة بأساليب توصيل الأدوية التقليدية؟
من الجيد أن يتم توصيل الأدوية إلى المكان الذي تريده بالضبط ، وهو الأمعاء في حالة مرض التهاب الأمعاء والالتهابات المعدية المعوية . يمكنك أن تفكر في البكتيريا كمصانع صغيرة تضخ العلاج في موقع المرض لمنع التأثيرات غير المستهدفة .
كيف يمكنك تحسين PROT3EcT في العمل المستقبلي؟
في دراسة EHEC، تأخرت العدوى ، لكننا نريد علاج العدوى . هناك أيضًا حركة كبيرة في مجال أمراض الأمعاء الالتهابية لجعل البكتيريا تنشط وتتوقف عندما تشعر بالالتهاب . سيكون من الرائع حقًا أن يتناول شخص مصاب بالتهاب الأمعاء البروبيوتيك مرة واحدة في الأسبوع ، وستبقى البكتيريا في أمعائه وتتعرف على متى ينشأ الالتهاب . ثم يمكنها البدء في إطلاق الأجسام النانوية .
التحدي الكبير الآخر الذي يجب حله بهذه العلاجات القائمة على البكتيريا ، قبل أن تدخل إلى البشر، هو الاحتواء البيولوجي . من الأهمية بمكان حقًا أن يكون لدينا مفاتيح قتل جزيئية بحيث إذا كان شخص ما يفرز البكتيريا ، فلا تدخل إلى نظام الصرف الصحي وتنمو .
من الجيد أن يكون لدينا أشخاص يجلبون وجهات نظر مختلفة لهذا المجال ، وأعتقد أن هذا هو السبب وراء إثارة PROT3EcT كثيرًا . كانت خبرتنا في فهم آلية الإفراز ضرورية لبناء هذا النظام .
المصدر: