Nowy probiotyk może zapobiec infekcjom jelita grubego

Zainfekowanie jelita grubego przez bakterię Clostridioides difficile prowadzi do zakaźnej biegunki. Większość przypadków CDI zaobserwowano u osób, które przyjmowały antybiotyki lub właśnie zakończyły terapię antybiotykową.

Podawanie antybiotyków w leczeniu CDI powoduje zaburzenie równowagi mikrobiomu jelitowego, znane jako dysbioza. Może to zakłócać inne procesy mikrobiomu, takie jak metabolizm soli żółciowych. Z kolei rozregulowanie metabolizmu soli żółciowych potrafi aktywować uśpione spory Clostridioides difficile, powodując ciężką biegunkę i zapalenie jelita grubego lub ponowną infekcję CDI.

Wykorzystując pospolity szczep bakterii E. coli, zespół naukowcówz National University of Singapore Yong Loo Lin School of Medicine (NUS Medicine) kierowany przez prof. Matthew Changa, opracował probiotyk, który w razie wystąpienia zaburzeń równowagi mikrobiomu wywołanych przez antybiotyki może aktywować enzym regulujący metabolizm soli żółciowych. Probiotyk ten wykorzystuje "obwód genetyczny", na który składają się: genetycznie zakodowany czujnik, wzmacniacz i element wykonawczy.

Szczep E. coli został wybrany ze względu na jego udowodnione bezpieczeństwo u ludzi, a ponieważ należy do bakterii Gram -ujemnych, jest kompatybilny z obecną terapią CDI, która wykorzystuje antybiotyki skierowane przeciwko bakteriom Gram-dodatnim.

"Czujnik" bakterii wykrywa obecność kwasu sialowego, metabolitu jelitowego, który wskazuje na zaburzenia równowagi mikrobiomu. Aktywowany przez czujnik element wykonawczy wytwarza enzym, który może regulować metabolizm soli żółciowych i ogranicza "kiełkowanie" przetrwalników Clostridioides difficile, które wywołują CDI. Zespół uwzględnił również wzmacniacz, który wzmacnia aktywację przez czujnik i zwiększa produkcję enzymu, redukując kiełkowanie przetrwalników Clostridioides difficile o 98 proc.

Eksperymenty wykazały, że probiotyk znacznie obniżył CDI w modelach laboratoryjnych, o czym świadczy 100 proc. przeżywalność i lepsze wyniki kliniczne.

"Ta innowacja naukowa pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób możemy kontrolować mikrośrodowisko w organizmie, bez konieczności bezpośredniego zabijania bakterii Clostridioides difficile, podawania dodatkowych leków lub stosowania inwazyjnych metod w celu pozbycia się infekcji" - wskazał prof. Chang, autor publikacji (DOI: 10.1038/s41467-022-31334-z). - "To przydatne, gdy rozważamy rozwój lub udoskonalenie przyszłych metod leczenia CDI."

Paweł Wernicki