Znajdź zawartość

Zmodyfikowane bakterie probiotyczne pomagają w zwalczeniu nieswoistego zapalenia jelit, m.in. choroby Leśniowskiego-Crohna czy wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Naukowcy z Northwestern University usunęli gen z laseczek Lactobacillus acidophilus, które występują w jogurtach czy serze, niewykluczone więc, że przyszłe metody terapii będą polegać na zmianie diety. Amerykanie wspominają, że zmodyfikowana wersja probiotyku powinna się też sprawdzić w zapobieganiu rakowi jelita grubego, który również jest wyzwalany przez stan zapalny. Zespół doktora Mansoura Mohamadzadeha podawał zmodyfikowane laseczki myszom reprezentującym dwa modele zapalenia jelita grubego. Po 13 dniach leczenia nowy szczep prawie wyeliminował stan zapalny i w 95% zahamował postępy choroby. To otwiera zupełnie nowe ścieżki leczenia różnych chorób autoimmunologicznych przewodu pokarmowego, [...] z których wszystkie mogą być wywołane niezrównoważoną reakcją zapalną. Obieranie na cel genów bakterii probiotycznych, np. Lactobacillus acidophilus, daje nadzieję na opracowanie bezpiecznych, niepolegających na lekach metod leczenia – uważa Mohamadzadeh. Podczas eksperymentów na myszach zmodyfikowane laseczki działały w jelitach jak siły porządkowe, wkraczając między atakujące jelito komórki układu odpornościowego a "siły obronne". Udawało im się zmobilizować komórki dendrytyczne, czyli komórki prezentujące antygen. Te z kolei wzmagały produkcję regulatorowych limfocytów T (Treg), które odpowiadają za tłumienie autoreaktywnej odpowiedzi immunologicznej. W ten właśnie sposób udawało się zwalczyć układowy stan zapalny. Mohamadzadeh ma nadzieję, że wkrótce rozpoczną się testy kliniczne nowej formy Lactobacillus acidophilus.

W tkankach pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna - nieswoistym stanem zapalnym ściany przewodu pokarmowego, któremu towarzyszą przewlekłe biegunki, bóle brzucha i krwawienia - występuje więcej bakterii E. coli. Cechuje ich również obniżona zdolność zwalczania bakterii jelitowych. Specjalnie z myślą o nich naukowcy testują obecnie preparaty na bazie rozpuszczalnych włókien z banana jadalnego. Tak zwane lepkie szczepy E. coli potrafią penetrować ściany jelita przez komórki M. Występują one w kępkach Peyera, które stanowią związaną z błoną śluzową przewodu pokarmowego część układu odpornościowego (ang. gut-associated lymphoid tissue, GALT). Komórki M nie mają mikrorzęsek, lecz mikrofałdy (litera M pochodzi od ang. słowa microfolds) i pobierają ze światła jelita różne antygeny. W pęcherzykach utworzonych z ze wspomnianych wyżej minifałdek przekazują je do położonych niżej makrofagów i komórek dendrytycznych, a te prezentują antygeny limfocytom T. Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu i firmy biotechnologicznej Provexis wykazali, że rozpuszczalne włókna z banana blokowały wychwyt i transport bakterii za pośrednictwem komórek M. Wyniki porównano z rezultatami uzyskiwanymi za pomocą monooleinianu polioksyetylenosorbitolu (Polysorbate 80): niejonowego detergentu, emulgatora używanego w dodatkach do żywności. W produktach przetworzonych wiąże on wszystkie składniki; oznacza się go symbolem E433. Testy zademonstrowały, że działa odwrotnie do włókien banana - sprzyja wnikaniu bakterii do komórek M. Zespół sprawdza teraz, czy medyczny pokarm z włóknami banana prowadzi do remisji choroby Leśniowskiego-Crohna. Choroba występuje u ludzi na całym świecie, jednak o wiele częściej w krajach rozwiniętych, gdzie dominuje żywość przetworzona, a dieta jest uboga w błonnik. Odnotowano szybki wzrost częstości zachorowań w Japonii, gdzie upowszechniło się menu typu zachodniego. Czynniki dietetyczne oraz zwiększona liczba E. coli w jelicie pacjentów sugerują, że może istnieć związek między pokarmami, które spożywamy, a transportem bakterii w organizmie – tłumaczy prof. Jon Rhodes.

Dotąd sądzono, że choroba Leśniowskiego-Crohna jest powodowana przez nadmierną reakcję układu odpornościowego. Najnowsze badania wskazują jednak, że jest dokładnie na odwrót i stan zapalny jelit wywołuje za słaba reakcja immunologiczna na wczesnych etapach infekcji bakteryjnej (Journal of Experimental Medicine). Odkrycia zespołu Anthony'ego Segala z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego (UCL) wywołały burzę w środowisku naukowym. Dla niektórych są obrazoburcze, inni uznają je za przełomowe. Niewykluczone, że podobny mechanizm występuje w wielu chorobach autoimmunologicznych. Brytyjczycy wpadli na trop niezwykłego zjawiska, kiedy zauważyli, że w porównaniu do zdrowych osób, u pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna wystąpiła słabsza odpowiedź na wstrzyknięcie zabitych wcześniej za pomocą gorąca bakterii Escherichia coli. Specjaliści wywnioskowali, że dzięki temu infekcja może się swobodnie rozwijać, co ostatecznie uruchamia wtórną reakcję immunologiczną, prowadzącą do nieswoistego procesu zapalnego ściany przewodu pokarmowego. Jeśli w grę rzeczywiście wchodziłby taki mechanizm, należało jeszcze wyjaśnić, czemu choroba obejmuje tylko przewód pokarmowy. W ramach kolejnych eksperymentów ustalono, że słabości układu odpornościowego ujawniają się wyłącznie po wstrzyknięciu dużych ilości E. coli. Segal uznał zatem, że skoro jelita są jednym z nielicznych miejsc w organizmie, gdzie występuje wiele bakterii, to tutaj przytłumienie odpowiedzi immunologicznej będzie mieć największy wpływ. Przy takim nagromadzeniu bakterii naruszenie ściany jelit spowoduje infekcję. By stwierdzić, co osłabia reakcję immunologiczną, Brytyjczycy skupili się na makrofagach. Już wcześniej zauważono, że u osób z chorobą Leśniowskiego-Crohna wydzielają one mniej cytokin. Ekipa z UCL potwierdziła, że przez to nie dochodzi do prawidłowego gromadzenia się innych komórek układu odpornościowego w miejscach zakażenia. W przyszłości Segal chce zbadać działanie wadliwych makrofagów m.in. u pacjentów z łuszczycą i reumatoidalnym zapaleniem stawów.

Choć na choroby z grupy nieswoistych zapaleń jelit cierpi aż jeden na kilkuset obywateli krajów uprzemysłowionych, dotychczas nie opracowano przeciwko nim skutecznej terapii. Jest jednak bardzo prawdopodobne, że rozwiązanie problemu będzie możliwe już niedługo. Wszystko dzięki zmodyfikowanym genetycznie bakteriom. Do leczenia choroby wykorzystano bakterie Bacteroides ovatus, organizmy beztlenowe pospolicie występujące w jelicie grubym człowieka. Dzięki wykorzystaniu inżynierii genetycznej genom mikroorganizmu wzbogacono o kontrukcję genową wytwarzającą tzw. czynnik wzrostu keratynocytów 2 (ang. keratinocyte growth factor-2 - KGF-2), białko o działaniu łagodzącym stan zapalny i przyśpieszające regenerację błon śluzowych. Bardzo ważną cechą konstruktu genowego, opracowanego przez zespół prof. Simona Cardinga z angielskiego Institute of Food Research, jest możliwość ścisłej regulacji intensywności syntezy KGF-2. Czynnikiem pobudzającym wytwarzanie ochronnej proteiny jest ksylan - wielocukier występujący w materiale roślinnym. Oznacza to, że stan zapalny można ograniczać podczas konsumowania pokarmów roślinnych, a dodatkowo, w razie potrzeby, terapię można by "wzmacniać" poprzez przyjęcie suplementu. Kolejną zaletą nowego podejścia do leczenia nieswoistych zapaleń jelit jest stała obecność bakterii we wnętrzu jelit. Rozwiązanie takie pozwala na ograniczenie leczenia do podania pojedynczej dawki mikroorganizmów, która powinna utrzymać się przy życiu przez bardzo długi czas. Jest to niezwykle wygodne dla pacjenta, gdyż nie musiałby on odwiedzać apteki - do produkcji leczniczego białka potrzebowałby bowiem wyłącznie odpowiedniego pożywienia. Terapeutyczne bakterie przetestowano już na zwierzętach. Podczas badań wykazano, że mikroorganizmy osłabiały krwawienie jelit, a także przyśpieszały gojenie się śluzówki jelit i ograniczały stan zapalny. Co więcej, u zwierząt zdrowych zmodyfikowane B. ovatus skutecznie zapobiegały rozwojowi choroby. Zachęceni sukcesem eksperymentu na zwierzętach, autorzy starają się obecnie o grant badawczy na przetestowanie tej samej terapii na ludziach. Od wyników tego doświadczenia będzie zależało ewentualne dopuszczenie "bakteryjnego leku" do powszechnego obiegu.

Badacze z Uniwersytetu McGill informują o zidentyfikowaniu mechanizmu mogącego odgrywać istotną rolę w rozwoju choroby Leśniowskiego-Crohna - ciężkiego schorzenia jelit, rozwijającego się jako efekt rozległego stanu zapalnego. Zdaniem naukowców, mozliwą przyczyną choroby jest niezdolność organizmu do wczesnego wykrycia bakterii z rodzaju Mycobacterium. Przedstawiciele rodzaju Mycobacterium od dawna byli wykrywani w organizmach osób cierpiących na chorobę Leśniowskiego-Crohna, lecz dotychczas nie było wiadomo, czy są one przyczyną choroby, czy też zasiedlają ciało człowieka już po jej rozwoju. Na trop prowadzący do rozwiązania tej zagadki doprowadziła badaczy mutacja w jednym z genów istotnych dla działania układu immunologicznego. Defekt w genie zwanym NOD2 występuje aż u jednego na trzech pacjentów cierpiących na chorobę Leśniowskiego-Crohna, lecz dotychczas nie było wiadomo, jaki jest jego związek ze schorzeniem. Najnowsze badania wykazały jednak, że białkowy produkt prawidłowego wariantu tego genu jest wybitnie skutecznym receptorem jednej z cząsteczek występujących na powierzchni komórek mykobakterii. Teraz, gdy lepiej rozumiemy prawidłową rolę NOD2, myślimy, że mutacja w tym genie utrudnia prawidłowe wykrycie mykobakterii przez układ odpornościowy, tłumaczy dr Marcel Behr, główny autor studium. Jeżeli mykobakterie nie zostaną rozpoznane, organizm nie jest w stanie efektywnie ich zwalczyć i zostaje przewlekle zakażony. Długotrwałe nosicielstwo mikroorganizmów może oznaczać rozprzestrzenianie się infekcji i pogłębianie uszkodzeń. Co więcej, w chwili, gdy układ odpornościowy w końcu wykrywa wroga, jego atak musi być bardzo silny. Oba te czynniki są przyczyną przewlekłych stanów zapalnych u pacjentów cierpiących na chorobę Leśniowskiego-Crohna. Stan taki może ostatecznie doprowadzić m.in. do rozwoju raka jelita grubego.