Первое «живое лекарство» для лечения устойчивых к антибиотикам инфекций
Исследователи из Центра геномной регуляции (CRG) и Pulmobiotics S.L создали первое «живое лекарство» для борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями на поверхностях медицинских имплантатов. Они лишили обычную бактерию способности вызывать болезнь и перепрофилировали её для атаки на вредные микробы.
Экспериментальное лечение было протестировано на инфицированных катетерах in vitro, ex vivo и in vivo и успешно справилось с инфекциями во всех трёх случаях. Инъекция терапии под кожу мышей вылечила инфекции у 82% животных.
Это важный первый шаг в разработке новых методов лечения инфекций, поражающих медицинские имплантаты (катетеры, кардиостимуляторы, протезы суставов). Такие инфекции высоко устойчивы к антибиотикам и составляют 80% всех внутрибольничных инфекций.
Исследование опубликовано в журнале Molecular Systems Biology.
Принцип работы: атака на биоплёнки
Лечение нацелено на биоплёнки — колонии бактериальных клеток, скреплённые на поверхности. Имплантаты — идеальная среда для их роста. Биоплёнки образуют непроницаемые структуры, защищающие бактерии от антибиотиков и иммунной системы. Бактерии в биоплёнках могут быть в тысячу раз устойчивее к антибиотикам, чем свободно плавающие.
Один из самых распространённых видов таких бактерий — Staphylococcus aureus. Его инфекции не поддаются обычным антибиотикам, что часто требует хирургического удаления имплантата.
Инженерный подход: Mycoplasma pneumoniae как вектор
Учёные выбрали бактерию Mycoplasma pneumoniae, которая лишена клеточной стенки. Это облегчает высвобождение терапевтических молекул и помогает уклоняться от иммунной системы. Другие преимущества:
- Низкий риск обретения новых способностей через мутации.
- Неспособность передавать модифицированные гены другим микробам.
Бактерию модифицировали:
- Лишили способности вызывать заболевание.
- Заставили производить два различных фермента: один растворяет биоплёнки, другой атакует клеточные стенки бактерий внутри.
- Улучшили эффективность секреции этих антимикробных ферментов.
Перспективы и будущее
Первоначальная цель — лечение биоплёнок в дыхательных трубках, так как M. pneumoniae естественным образом адаптирована к лёгким.
«Наша технология, основанная на синтетической биологии и живых биопрепаратах, разработана в соответствии со всеми стандартами безопасности и эффективности для применения в лёгких... Мы ожидаем начала клинических испытаний в 2023 году», — говорит Мария Льюч, соавтор исследования.
«Бактерии — идеальные транспортные средства для «живого лекарства»... Они обеспечивают непрерывное и локальное производство терапевтической молекулы. Наши бактерии можно модифицировать разными «полезными нагрузками» для лечения различных болезней», — добавляет профессор Луис Серрано, директор CRG.