Инженерные бактерии кожи для лечения акне

Международная группа учёных из Лаборатории трансляционной синтетической биологии Университета Помпеу Фабры успешно модифицировала кожную бактерию Cutibacterium acnes для производства и секреции терапевтической молекулы, подходящей для лечения симптомов акне.

Модифицированная бактерия была протестирована на клеточных линиях кожи, а её доставка подтверждена на мышах. Это открывает путь для разработки "живых терапевтических средств" на основе трудно модифицируемых бактерий для коррекции кожных заболеваний.

Суть исследования

Исследователи отредактировали геном C. acnes так, чтобы бактерия секретировала белок NGAL — известный медиатор действия изотретиноина (препарат от акне). NGAL уменьшает выработку кожного сала, индуцируя гибель себоцитов (клеток, производящих сало).

Результаты опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Проблема акне и текущие методы лечения

Акне — распространённое заболевание, поражающее людей всех возрастов. Тяжёлые формы лечат:

• Антибиотиками — убивают бактерии в фолликулах, но могут нарушить микробиом кожи и вызвать фотосенсибилизацию.
• Изотретиноином (производное витамина А) — вызывает гибель себоцитов, но имеет серьёзные побочные эффекты (пороки развития плода, сильное шелушение кожи).

Прорыв в генной инженерии бактерий

C. acnes ранее считалась "неподдающейся" модификации бактерией из-за сложностей с доставкой и стабильностью ДНК. Однако её важная роль в гомеостазе кожи и расположение глубоко в волосяных фолликулах (рядом с целевыми клетками) заставили учёных найти подход.

Команда улучшила методы доставки ДНК в клетку, её стабильность и экспрессию генов. Для безопасности была разработана стратегия биоконтроля, исключающая использование мобильных генетических элементов, плазмид или генов устойчивости к антибиотикам.

Результаты и перспективы

• В клеточных линиях синтетическая C. acnes успешно производила NGAL и модулировала выработку кожного сала.
• На коже мышей бактерии приживались, жили и производили целевой белок.

"Мы разработали терапию для местного применения с целевым подходом, используя то, что уже есть в природе. Мы модифицировали бактерию, которая живёт на коже, чтобы она производила то, что нужно нашей коже", — говорит Настассия Нёдлседер, первый автор исследования.

Платформа позволяет создавать "умные микробы" для решения различных задач: от лечения кожных болезней (например, атопического дерматита в рамках проекта "SkinDev") до иммунной модуляции и мониторинга состояния кожи.