Разработан инженерный пробиотик для лечения рассеянного склероза

Исследователи создают «дизайнерские бактерии» для воздействия на аутоиммунитет в мозге, делая лечение более безопасным и эффективным

Исследователи разработали пробиотик для подавления аутоиммунитета в головном мозге, который возникает, когда иммунная система атакует клетки центральной нервной системы и лежит в основе нескольких заболеваний, включая рассеянный склероз.

В новом исследовании исследователи из Brigham and Women's Hospital продемонстрировали потенциал лечения, используя доклинические модели этих заболеваний, обнаружив, что этот метод предлагает более точный способ борьбы с воспалением головного мозга с меньшими негативными побочными эффектами по сравнению со стандартными методами лечения. Результаты опубликованы в журнале Nature.

«Инженерные пробиотики могут произвести революцию в способах лечения хронических заболеваний», — сказал ведущий автор Франсиско Кинтана из Центра неврологических заболеваний Энн Ромни при BWH. «Когда принимается лекарство, его концентрация в кровотоке достигает максимума после первоначальной дозы, но затем его уровень снижается. Однако, если мы сможем использовать живые микробы для производства лекарств внутри организма, они смогут продолжать производить активное соединение по мере необходимости, что очень важно, когда мы рассматриваем пожизненные заболевания, требующие постоянного лечения».

Аутоиммунными заболеваниями страдают примерно от 5 до 8 процентов населения США. Несмотря на широкую распространенность, возможности лечения большинства этих заболеваний ограничены. Аутоиммунные заболевания, поражающие мозг, такие как рассеянный склероз, особенно сложно лечить из-за их локализации — многие фармакологические методы лечения не могут эффективно получить доступ к мозгу из-за гематоэнцефалического барьера — защитного механизма, отделяющего мозг от системы кровообращения. .

Чтобы найти новые способы лечения аутоиммунных заболеваний, исследователи изучили дендритные клетки — тип иммунных клеток, которых много в желудочно-кишечном тракте и в пространствах вокруг мозга. Эти клетки помогают контролировать остальную часть иммунной системы, но ученые еще не знают их роль в аутоиммунных заболеваниях. Анализируя дендритные клетки в центральной нервной системе мышей, они смогли определить биохимический путь, который дендритные клетки используют, чтобы не дать другим иммунным клеткам атаковать организм.

«Обнаруженный нами механизм подобен тормозу иммунной системы», — сказал Кинтана. «У большинства из нас она активирована, но у людей с аутоиммунными заболеваниями возникают проблемы с этой тормозной системой, а это означает, что организм не имеет возможности защитить себя от собственной иммунной системы».

Исследователи обнаружили, что этот биохимический тормоз можно активировать с помощью лактата — молекулы, участвующей во многих метаболических процессах. Затем исследователи смогли генетически сконструировать пробиотические бактерии для производства лактата.

«В пробиотиках нет ничего нового — мы все видели, как их продают в качестве добавок и рекламируют как средство для укрепления здоровья», — сказал Кинтана. «Используя синтетическую биологию, чтобы заставить пробиотические бактерии производить определенные соединения, вызывающие заболевания, мы можем воспользоваться преимуществами пробиотиков и усилить их до максимума».

Они протестировали свой пробиотик на мышах с заболеванием, очень напоминающим рассеянный склероз, и обнаружили, что, хотя бактерии живут в кишечнике, они смогли уменьшить последствия заболевания в мозге. Они не обнаружили бактерий в кровотоке мышей, что позволяет предположить, что наблюдаемый ими эффект был результатом биохимической передачи сигналов между клетками кишечника и мозга.

«За последние десятилетия мы узнали, что кишечные микробы оказывают значительное влияние на центральную нервную систему», — сказал Кинтана. «Одна из причин, по которой мы сосредоточили внимание на рассеянном склерозе в этом исследовании, заключалась в том, чтобы определить, можем ли мы использовать этот эффект при лечении аутоиммунных заболеваний головного мозга. Результаты показывают, что мы можем».

Хотя в текущем исследовании изучалось влияние пробиотика только на мышах, исследователи надеются, что этот подход можно будет легко применить в клинике, поскольку штамм бактерий, которые они использовали для создания пробиотика, уже был протестирован на людях. Исследователи также работают над изменением своего подхода к аутоиммунным заболеваниям, которые поражают другие части тела, особенно к заболеваниям кишечника, таким как синдром воспалительного кишечника.