صدها نوع مختلف میکروب در روده شما زندگی می کنند، می خندند و عشق می ورزند. در آینده، یکی از آنها ممکن است عملکرد جدیدی را انجام دهد: یک داروساز داخلی میکروسکوپی.
مطالعه جدیدی که در 18 فوریه منتشر شد بیوتکنولوژی های طبیعی نشان می‌دهد که چگونه باکتری‌های روده می‌توانند برای تولید و آزاد کردن پروتئین‌ها در قسمت تحتانی دستگاه گوارش هدایت شوند – که مانع اصلی تحویل دارو به این قسمت از بدن را از بین میبرد.
داروهای خوراکی رایج ترین و کاربردی ترین راه برای تجویز دارو است، اما معده اجازه نمی دهد بسیاری از چیزها از آن عبور کنند. وقتی صحبت از چیزهایی مانند پاتوژن های غذایی می شود خوب است، اما درمان های متمرکز بر روده به طور مرتب غیرفعال شده و دور ریخته می شوند.
در یک راه‌حل بی‌سابقه، تیم زیست‌شناس برایان هسو، ویروس‌های باکتری‌خوار به نام فاژها را برای آلوده کردن و برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های باکتریایی برای تولید و انتشار یک جریان پایدار از یک داروی مبتنی بر پروتئین مهندسی کردند.
تیم تحقیقاتی Hsu با همکاری ایمونولوژیست لیوو لی نشان داد که این رویکرد می‌تواند برای درمان بالقوه بیماری‌های مزمن مورد استفاده قرار گیرد.
عنکبوت بیگانه درونی خود را در آغوش بگیرید
باکتریوفاژها (به اختصار فاژها) ویروس هایی هستند که به طور طبیعی باکتری ها را آلوده می کنند. طبقه بندی فاژها نسبت به باکتری ها دشوارتر است و بنابراین کمتر شناخته شده است، اما ما می دانیم که چگونه به باکتری ها حمله می کنند.
پس از اتصال به سلول باکتری، فاژها DNA خود را تزریق کرده و سلول را مجددا برنامه ریزی می کنند تا فاژهای بیشتری تولید کنند، عواملی که باعث تخریب خود سلول می شوند. هنگامی که سلول باکتری در نهایت تسلیم می شود، در فرآیندی به نام لیز به سیل فاژهای جدید منفجر می شود. میلیون‌ها مورد از این رویدادها که به طور همزمان اتفاق می‌افتند، منبع ثابتی از پروتئین هدف را در قسمت تحتانی روده تولید می‌کنند.
اگرچه فاژها مانند عنکبوت‌های بیگانه عمل می‌کنند (و به نظر می‌رسند)، اما آنها بازیکنانی معمولی در تیم خانگی میکروبیوم روده هستند. در واقع، فراگیر بودن آنها چیزی است که Hsu را بر آن داشت تا با استفاده از آنها برای معرفی و ارائه پروتئین های درمانی کاوش کند.
Zachary Baker، یک دانشجوی فوق دکتری در آزمایشگاه Hsu، فاژهای خاصی ایجاد کرد که کمی ماده ژنتیکی اضافی را به سلول باکتری تزریق می کند.
علاوه بر ایجاد موجی از فاژهای جدید، دستورالعمل‌ها سلول را به تولید پروتئین تاگالونگ تشویق می‌کنند که می‌تواند برای درمان‌های هدفمند در قسمت تحتانی روده قابل قبول باشد.
پروتئین های مهندسی شده التهاب و چاقی را در موش کاهش می دهند
برای اثبات تکنیک خود، بیکر و دستیار پروفسور یائو ژانگ با موفقیت از این فاژهای مهندسی شده برای رسیدگی به علائم مرتبط با دو بیماری جداگانه در موش استفاده کردند:
- با آزاد کردن پروتئینی که آنزیم مرتبط با بیماری التهابی روده را مهار می کند، التهاب را کاهش می دهد.
- کاهش چاقی با آزادسازی پروتئین سیری در موش هایی که از رژیم غذایی پرچرب تغذیه می کردند که معمولاً با رژیم های غربی مرتبط است، که اغلب با افزایش خطر چاقی همراه است.
با این نتایج، تیم Hsu اثبات مفهوم روش جدید تحویل دارو را نشان داد. آنها در حال حاضر در حال بررسی پتانسیل تجاری این نوآوری از طریق برنامه I-Corps بنیاد ملی علوم و بورسیه تجاری سازی فرالین هستند.
اما مشکل دارورسانی حداقل دو بخش دارد. چالش بعدی Hsu شامل جذب دارو از روده به گردش خون سیستمیک است.
هسو گفت: “مثل اینکه ما آمازون هستیم. ما چیزهایی را به آنجا بردیم، آنها را در آستانه خانه رها کردیم.” حالا باید بفهمیم که چطور زنگ در را بزنیم.»
این کار توسط موسسه ملی علوم پزشکی عمومی، موسسه ملی آلرژی و بیماری‌های عفونی و صندوق کشف دین لای نام چانگ که توسط کالج علوم ویرجینیا اعطا می‌شود، تامین شده است.
