Wielkie odkrycie wrocławskich badaczy! Zmodyfikowali oni bakterię probiotyczną, aby skuteczniej chroniła organizm przed infekcjami pokarmowymi. Zmodyfikowany probiotyk nie tylko fizycznie wypiera patogeny z jelit, ale również stymuluje układ odpornościowy do walki z chorobą. Odkrycie otwiera drogę do stworzenia alternatywy dla tracących skuteczność antybiotyków.
Odkrycie zespołu z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
Prace badawcze przeprowadzono w placówce, którą jest Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu (UPWr). Zespołem badawczym kierował dr hab. Krzysztof Grzymajło, prof. UPWr. Naukowcy wzięli pod lupę fimbrie typu 1, czyli cienkie struktury pomagające bakteriom przyczepiać się do komórek gospodarza. Zmodyfikowano na nich białko FimH, które posiada bakteria probiotyczna Escherichia coli Nissle 1917.
W ramach prac wprowadzono trzy różne mutacje. Badania laboratoryjne wykazały, że najsilniejszy efekt przylegania dała mutacja oznaczona symbolem G66R. Zmutowana wersja przyczepia się do komórek, z których zbudowany jest nabłonek jelitowy, około czterokrotnie skuteczniej niż wariant niezmodyfikowany.
Podwójne działanie zmodyfikowanej bakterii probiotycznej
Lepsza adhezja bakterii sprawia, że zmodyfikowany probiotyk zajmuje wolne nisze w jelicie. Takie działanie fizycznie pozbawia patogeny miejsca oraz zasobów do rozwoju, co wprost oznacza wypieranie patogenów. Zmodyfikowana bakteria wpływa na mikrobiom jelitowy w sposób dwutorowy. Oprócz fizycznego blokowania nisz chorobotwórczym organizmom, wywołuje także pobudzenie układu odpornościowego.
U testowanych osobników zaobserwowano wzrost liczby komórek ochronnych, do których należą limfocyty T oraz limfocyty cytotoksyczne CD8+. Zwiększona liczba komórek odpornościowych sprawia, że zakażone makrofagi, wewnątrz których patogen się ukrywa i namnaża, są niszczone. Badacze podejrzewają, że zmutowane białko aktywuje dodatkowe receptory na komórkach gospodarza, natomiast dokładny mechanizm pozostaje w trakcie dalszych badań.
Wyniki testów na zwierzętach i plany na przyszłość
Skuteczność potwierdzono na zakażonych myszach. Gryzonie, które wcześniej otrzymały modyfikowany preparat, przechodziły zakażenie Salmonellą znacznie łagodniej. Zaobserwowano u nich mniejszą utratę wagi oraz brak objawów powiększenia śledziony, znanego jako splenomegalia. W śledzionie chorych zwierząt odnotowano 7300 razy mniej komórek bakteryjnych patogenu, a w wątrobie 1700 razy mniej w stosunku do grupy kontrolnej. Zakażenie na poziomie komórkowym pokazano na zdjęciu mikroskopowym, którego autorami są pracownicy Rocky Mountain Laboratories/ NIAID/ NIH. Pełne wyniki opublikowało recenzowane czasopismo npj Biofilms and Microbiomes.
W najbliższej przyszłości planowane są testy na kurczętach, co ma znaczenie dla ochrony w hodowli drobiu przed zakażeniami wywoływanymi przez patogeny Salmonella Typhimurium oraz Salmonella enterica. Rozwiązanie stanowi potencjalną alternatywę dla leków, na co zwraca się uwagę w dobie zjawiska, którym jest globalna antybiotykooporność.
Powyższy tekst ma charakter informacyjno-edukacyjny i opiera się na wynikach badań opublikowanych w recenzowanym czasopiśmie naukowym npj Biofilms and Microbiomes. Opisywany zmodyfikowany probiotyk znajduje się obecnie wyłącznie na etapie badań oraz testów na modelach zwierzęcych i nie jest gotowym lekiem ani suplementem diety. Przedstawione informacje są aktualne na dzień publikacji.