Вчені випробували змінені бактерії на щурах, здорових та хворих людях

Фото: sdecoret/DepositPhotos

Науковці генетично модифікували кишкові бактерії з організму людини, аби ті допомогли зменшити кількість рідини, що спричиняє утворення каменів у нирках. Ці модифіковані бактерії можуть допомогти створити новий спосіб лікування для широкого спектра хвороб, зокрема, для тих, що пов’язані з утворенням каменів у нирках.

Такі модифіковані бактерії можуть стати проривом у медицині, пропонуючи новий шлях для боротьби з різними недугами.

Про це йдеться в дослідженні, опублікованому в авторитетному журналі Science, повідомляє MedicalXpress. Ці результати відкривають нові перспективи у сфері мікробіому людини та його впливу на здоров’я.

Раніше вчені вже з’ясували, що мікробіом кишківника людини має значний вплив на здоров’я всього організму. Типи та чисельність бактерій можуть суттєво впливати на всі системи – від імунної до нервової. Ця нова розробка базується на цих попередніх відкриттях, спрямовуючи зусилля на конкретну проблему – камені в нирках.

Тепер дослідники зі Стенфордського університету (США) вирішили використати мікробіом для боротьби з хворобами. Вони знайшли інноваційний спосіб генетично модифікувати бактерію Phocaeicola vulgatus та «навчити» її розщеплювати оксалат. Ця речовина, як відомо, у сукупності з іншими факторами може підвищувати ризики утворення каменів у нирках.

Крім того, вчені змінили бактерії, пристосувавши їх до споживання порфірану (porphyran) – поживної речовини, яку отримують з морських водоростей. Цей крок був зроблений для того, щоб краще контролювати популяції Phocaeicola vulgatus – збільшувати або зменшувати кількість бактерій залежно від їхнього харчування. Це забезпечує гнучкість у застосуванні методу.

Згодом модифіковані організми протестували на щурах, здорових людях і пацієнтах з ентеральною гіпероксалурією (ЕГ) – станом, при якому організм поглинає забагато оксалату з їжі. За відсутності належного лікування при цьому страждають нирки, в них, зокрема, утворюється каміння.

У першій частині дослідження після підсадження змінених бактерій рівень оксалату в сечі щурів знизився до 47%. Потім вчені посилили стан ЕГ у тварин, що призвело до збільшення частки оксалату на 51%. Однак пацюкам, які мали змінений мікробіом, вдалося успішно усунути ці негативні зміни, демонструючи ефективність втручання.

Коли щурам перестали давати порфіран, колонії модифікованих бактерій зникли, що підтверджує контроль над їхнім існуванням.

Згодом дослідники протестували метод на 39 здорових людях. Вони виявили, що кількість Phocaeicola vulgatus в організмі учасників експерименту значною мірою залежала від дози порфірану. У більшості випадків позбутися модифікованих бактерій вдалося після припинення вживання цієї речовини. Однак у двох учасників організми збереглися в кишківнику навіть після лікування антибіотиками, що вказує на потенційну стійкість.

Автори дослідження зазначають, що це може свідчити про мутацію змінених бактерій через обмін генетичним матеріалом з іншими організмами мікробіому. Ця мутація виявила певні недоліки підходу, хоч колонії зміненого Phocaeicola vulgatus і не спричиняли жодних небезпечних наслідків для людей, що є важливим фактором безпеки.

Останньою частиною експерименту було випробування бактерій на людях із ЕГ. Виявилося, що метод був ефективним для зниження оксалату в шести з дев’яти учасників. При цьому в їхній сечі цієї речовини поменшало в середньому на 27%.

Результат не вважається статистично значущим, однак він дає реальну надію на подальшу ефективність у майбутніх дослідженнях з більшою вибіркою учасників.

“Ми показали, що можна колонізувати людей штучно створеними організмами. При цьому протягом тривалого періоду зберігати їхню кількість на високих рівнях.

Одноразової дози штаму було достатньо для колонізації, якщо учаснику забезпечували належний захист шлунка. Навіть при високих дозах порфірану лікування було безпечним і його переносили добре”, – підкреслили автори роботи, наголошуючи на потенціалі методу.

Раніше вчені також виявили, що соціальні контакти впливають на те, які мікроорганізми населять кишківник людини, що свідчить про складність взаємозв’язків у мікробіомі.