Cercetătorii au creat bacteria inteligentă care tratează acneea

O cercetare internațională condusă de Laboratorul de Biologie Sintetică Translatională din cadrul Departamentului de Medicină și Științe ale Vieții (MELIS) de la Universitatea Pompeu Fabra (Spania) a reușit să modifice eficient Cutibacterium acnes, un tip de bacterie a pielii, creând astfel bacteria inteligentă care tratează acneea.

Bacteria inteligentă care tratează acneea a fost validată în linii celulare ale pielii, iar livrarea sa a fost validată la șoareci. Această descoperire deschide calea pentru extinderea modului de modificare a bacteriilor non-tractabile pentru a aborda alterările pielii și alte boli folosind terapii vii.

• Ce s-a întâmplat cu dinții oamenilor atunci când fluorul a fost scos din apă?
• Ce a arătat un studiu pe mii de gemeni despre legătura dintre depresie și fructe

Echipa de cercetare este formată din oameni de știință de la Institutul de Cercetare Biomedicală Bellvitge (Idibell, din Spania), Universitatea din Barcelona (Spania), Unitatea de Tehnologii Proteice a Centrului pentru Reglementarea Genomului (Spania), Phenocell SAS (Franța), Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane (Germania), Universitatea Lund (Suedia) și Universitatea Aarhus (Danemarca).

Iată bacteria inteligentă care tratează acneea!

Acneea este o afecțiune comună a pielii cauzată de blocarea sau inflamarea foliculilor pilosebacei. Aspectul său poate varia, de la puncte albe și puncte negre la pustule și noduli, în principal pe față, frunte, piept, partea superioară a spatelui și umeri. Deși acneea este cel mai frecventă în rândul adolescenților, poate afecta persoane de toate vârstele, explică Eurek Alert.

Cele mai grave cazuri de acnee sunt tratate cu antibiotice pentru a ucide bacteriile care trăiesc în foliculi, sau cu isotretinoin (cunoscut sub numele de Accutane), un derivat de vitamina A, care induce moartea sebocitelor, celulele epiteliale ale pielii care produc sebum. Însă aceste tratamente pot provoca efecte secundare grave precum perturbarea homeostazei microbiomului pielii (deoarece nu distrug selectiv bacteriile) sau fotosensibilitate în cazul antibioticelor, sau defecte de naștere sau descuamare extremă a pielii, în cazul isotretinoinului.

Rezultatele studiului, publicate în revista Nature Biotechnology, arată că cercetătorii au reușit să editeze genomul Cutibacterium acnes pentru a secreta și produce proteina NGAL, cunoscută drept mediator al medicamentului împotriva acneei, isotretinoin, care a demonstrat reducerea sebumului prin inducerea morții sebocitelor.

„Am dezvoltat o terapie topică cu o abordare țintită, folosind ceea ce natura are deja. Am modificat o bacterie care trăiește în piele și am făcut-o să producă ceea ce are nevoie pielea noastră. Aici, ne-am concentrat pe tratarea acneei, dar această platformă poate fi extinsă la mai multe alte indicații”, explică Nastassia Knödlseder, primă autoare a studiului.

„Până acum, C. acnes era considerată o bacterie de necontrolat. Era incredibil de dificil să introduci ADN și să obții producerea sau secreția de proteine ​​dintr-un element introdus în genomul său”, explică Knödlseder, care este cercetătoare postdoctorală în Laboratorul de Biologie Sintetică Translațională UPF.

De ce a fost aleasă tocmai această bacterie?

Cu toate acestea, deoarece C. acnes pare a fi o platformă atractivă de biologie sintetică pentru tratarea bolilor de piele datorită mediului său specific aflat adânc în foliculii de păr (acolo unde se eliberează sebumul), importanța sa pentru homeostazia pielii, contactul strâns cu țintele terapeutice relevante, plus faptul că s-a dovedit a se însămânța cu succes când a fost aplicată pe pielea umană, i-a determinat pe oamenii de știință să insiste asupra editării genomului acestei bacterii dificile.

Pentru a edita genomul lui C. acnes, echipa condusă de Marc Güell s-a concentrat pe îmbunătățirea livrării ADN-ului la celulă, pe stabilitatea ADN-ului în interiorul celulei și pe expresia genelor.

Cercetătorii au luat în considerare măsuri reglementare dezvoltând o strategie de bioconținere pentru a evita utilizarea elementelor care generează îngrijorări reglementare, cum ar fi elementele genetice mobile, plasmidele sau rezistența la antibiotice. Prin urmare, bacteriile sintetice rezultate au caracteristici de siguranță pentru a permite „aplicații în viața reală” și pentru a putea fi luate în considerare pentru terapiile viitoare.

Bacteria inteligentă care tratează acneea poate fi folosită și la alte tratamente

C. acnes sintetică este capabilă să secrete și să producă NGAL pentru a modula producția de sebum în liniile celulare. Atunci când sunt aplicate pe pielea șoarecilor (singurul model animal pe care pot fi testate bacteriile modificate genetic în prezent), bacteriile se însămânțează, trăiesc și produc proteina. Cu toate acestea, pielea șoarecilor nu este comparabilă cu cea umană. Are mai mult păr, este mai laxă, are mai puține lipide și are un mecanism de transpirație diferit. De aceea este necesar un model alternativ, care să reprezinte mai bine pielea umană, cum ar fi modelele de piele 3D.

„Am dezvoltat o platformă tehnologică care deschide calea pentru editarea oricărei bacterii pentru tratarea mai multor boli. Acum ne concentrăm pe bacteria inteligentă care tratează acneea, dar putem livra circuite genetice pentru a crea microorganisme inteligente pentru aplicații legate de simțul pielii sau de modularea imunitară”, subliniază Marc Güell, care a condus cercetarea.

Urmând aceeași strategie, această linie de cercetare va continua în cadrul Proiectului European ‘SkinDev’, în care oamenii de știință de la Laboratorul de Biologie Sintetică Translațională, împreună cu partenerii lor, vor modifica C. acnes pentru a aborda dermatita atopică, o afecțiune inflamatorie cutanată cronică caracterizată prin piele uscată, eczeme și iritații severe, în special frecventă în rândul copiilor mici.

Cu toate că orice strategie terapeutică vie trebuie validată individual, cercetătorii își arată optimismul în aplicarea acestor microorganisme inteligente la oameni, deoarece C. acnes nemodificată a fost deja testată pe pielea pacienților în mod sigur și eficient.

Vă recomandăm să citiți și:

Veninul de la șarpele cu clopoței ar putea vindeca hipertensiunea arterială

Trucul simplu care reduce „pofta” de fumat în doar 10 minute

Test de cultură generală. De ce este urina galbenă?

Nu doar genetica este de vină! Riscul de demență la tineri poate fi redus prin stilul de viață