Bacteriile din nas, modificate pentru a transporta medicamente în creier
Microbii care trăiesc pașnic în pasajele nazale și pe piele pot fi folosiți pentru a transporta medicamente către celulele-țintă. Într-un studiu recent, bacteriile care colonizează nasul au fost inginerizate pentru a livra medicamente în creierele șoarecilor.
Pe 5 februarie, oamenii de știință au raportat în revista Cell că au folosit bacterii nazale pentru a livra hormoni supresori ai apetitului la șoareci obezi, care au pierdut ulterior în greutate. Deși această abordare este încă departe de a fi utilizată la oameni, este unul dintre cele mai recente exemple de eforturi de a folosi bacteriile pentru a livra medicamente mai eficient acolo unde este nevoie în organism. Un alt studiu, publicat în Cell Systems, utilizează o specie diferită de bacterii pentru a livra o enzimă protectoare către celulele pielii.
„Medicamentele adesea nu ajung foarte bine acolo unde trebuie,” spune Shannon Sirk, bioinginer la Universitatea Illinois din Urbana–Champaign, care nu a fost implicată în studii. „Dacă poți îmbunătăți livrarea, poți minimiza efectele secundare și reduce povara asupra pacienților.”
Multe încercări de a ingineriza bacterii secretante de medicamente s-au concentrat pe livrarea de molecule la nivelul intestinului, spune Sirk. Flora microbiană din intestin este bogată în bacterii care ar putea transporta un încărcătură medicală, inclusiv tulpini de Escherichia coli, un element de bază în laboratoarele de inginerie genetică. Dar studiile raportate săptămâna aceasta au explorat alte regiuni ale corpului și capacitățile unor bacterii mai puțin familiare.
Creierul este un loc deosebit de neobișnuit pentru un sistem de livrare bacteriană, spune Cammie Lesser, microbiolog sintetic la Massachusetts General Hospital din Boston, deoarece este protejat de o barieră care exclude în general microbii, precum și unele molecule.
Pentru a ocoli această barieră, Matthew Wook Chang, un biolog sintetic la Universitatea Națională din Singapore, și colegii săi au decis să folosească o poartă de acces către creier puțin studiată: nasul. Primul pas a fost să determine care microbi potențial utili locuiesc acolo. „Microbiomul nazal rămâne relativ neexplorat, în ciuda conexiunii directe a cavității nazale cu creierul,” spune Chang.
Autorii au examinat mai multe bacterii, inclusiv cinci tulpini de Lactobacillus, un gen considerat în general sigur și uneori folosit în suplimentele de sănătate. Echipa a testat aceste tulpini pentru capacitatea lor de a se lega de o moleculă găsită pe o membrană numită epiteliu olfactiv, care căptușește o parte a pasajului nazal superior și este conectată la creier prin nervi importanți pentru simțul mirosului. Deși bacteriile sunt puțin probabil să călătorească de la nas la creier, unele molecule pot difuza de-a lungul acestui drum.
Odată ce cercetătorii au găsit o tulpină potrivită, Lactobacillus plantarum, au inginerizat-o genetic pentru a produce și secreta o varietate de molecule, inclusiv trei hormoni care reglează apetitul. Șoarecii obezi care au primit o doză de bacterii în nas zilnic, timp de opt săptămâni, au mâncat mai puțin și au pierdut în greutate pe parcursul perioadei de tratament.
