وبلاگ

محققان با تولید یک مولکول درمانی موفق به مهندسی یک نوع باکتری پوست برای درمان آکنه شده اند. این رویکرد نوآورانه که در مدل‌های آزمایشگاهی و موش تأیید شده است، می‌تواند درمان بیماری‌های پوستی و سایر بیماری‌ها را با استفاده از درمان‌های زنده متحول کند.

یک مطالعه پیشرفت نشان می دهد که باکتری های مهندسی شده پوست می توانند به طور موثر آکنه را درمان کنند و فرصت های جدیدی را برای درمان های زنده برای انواع بیماری ها باز کنند.

یک مطالعه بین المللی به رهبری آزمایشگاه زیست شناسی مصنوعی ترجمه گروه پزشکی و علوم زیستی (ملیس) در دانشگاه پومپئو فابرا موفق به مهندسی کارآمد شد کوتی باکتریوم آکنه – نوعی باکتری پوست – برای تولید و ترشح یک مولکول درمانی مناسب برای درمان علائم آکنه. این باکتری مهندسی شده در رده های سلولی پوست و تحویل آن در موش تایید شد. این کشف، راه را برای مهندسی کردن باکتری‌های غیرقابل درمان برای مقابله با تغییرات پوستی و سایر بیماری‌ها با استفاده از درمان‌های زنده باز می‌کند.

این تیم تحقیقاتی توسط دانشمندانی از مؤسسه تحقیقات بیومدیکال Bellvitge (Idibell)، دانشگاه بارسلونا، مرکز فناوری پروتئین در مرکز تنظیم ژنوم، Phenocell SAS، Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane، دانشگاه لوند و دانشگاه آرهوس.

آشنایی با آکنه و درمان های سنتی آن

آکنه یک بیماری شایع پوستی است که در اثر انسداد یا التهاب فولیکول های پیلوسباسه ایجاد می شود. ظاهر آن می تواند متفاوت باشد، از نقاط سفید و سیاه گرفته تا جوش ها و ندول ها، عمدتاً روی صورت، پیشانی، سینه، قسمت بالایی پشت و شانه ها. اگرچه آکنه در بین نوجوانان شایع است، اما می تواند افراد را در هر سنی تحت تاثیر قرار دهد.

شدیدترین موارد آکنه با آنتی بیوتیک ها برای از بین بردن باکتری های ساکن در فولیکول ها یا ایزوترتینوئین (معروف به آکوتان)، یک مشتق ویتامین A که باعث مرگ سبوسیت ها، سلول های اپیتلیال پوست که سبوم تولید می کنند، درمان می شود. با این حال، این درمان‌ها می‌توانند عوارض جانبی جدی ایجاد کنند، مانند برهم زدن هموستاز میکروبیوم پوست – از آنجایی که به طور انتخابی باکتری‌ها را از بین نمی‌برند – یا حساسیت به نور، در مورد آنتی‌بیوتیک‌ها، یا نقص مادرزادی یا لایه‌برداری شدید پوست، در مورد ایزوترتینوئین. .

پیشرفت در درمان آکنه

نتایج این مطالعه، امروز (9 ژانویه) در بیوتکنولوژی های طبیعینشان می دهد که محققان با موفقیت ژنوم را ویرایش کرده اند کوتی باکتریوم آکنه به ترشح و تولید پروتئین NGAL به عنوان یک واسطه داروی آکنه ایزوترتینوئین شناخته می شود، که نشان داده شده است که سبوم را با القای مرگ سبوسیت ها کاهش می دهد.

ما یک درمان موضعی با رویکردی هدفمند با استفاده از آنچه که طبیعت از قبل دارد ایجاد کردیم. ما یک باکتری ایجاد کرده‌ایم که در پوست زندگی می‌کند و آن را وادار می‌کنیم آنچه پوست ما نیاز دارد را تولید کند. ناستاسیا نادلسدر، نویسنده اول این مطالعه می گوید: در اینجا ما روی درمان آکنه تمرکز کردیم، اما این پلت فرم را می توان به چندین نشانه دیگر گسترش داد.

چالش ها و پیشرفت ها در مهندسی باکتری ها

“تا به حال، ج. آکنه یک باکتری غیر قابل درمان در نظر گرفته شد. تصورش فوق العاده سخت بود DNA نادلسدر، که دانشجوی فوق دکترا در آزمایشگاه زیست شناسی مصنوعی ترجمه UPF است، توضیح می دهد که پروتئین های تولید یا ترشح شده توسط یک عنصر وارد شده در ژنوم آن دریافت کنید.

با این حال، از آنجایی که ج. آکنه به نظر می رسد شاسی بیولوژیکی مصنوعی جذابی برای درمان بیماری های پوستی است که دلیل آن محیط طاقچه ای در عمق فولیکول های مو – عملاً در جایی که سبوم ترشح می شود -، اهمیت آن برای هموستاز پوست، تماس نزدیک آن با اهداف درمانی مربوطه، و همچنین این واقعیت که ثابت شده است، پیوند موفقیت آمیز هنگامی که روی پوست انسان اعمال می شود، آنها را بر آن داشت تا برای ویرایش ژنوم این باکتری غیر مهندسی شده تلاش کنند.

برای ویرایش ژنوم ج. آکنهتیم تحقیقاتی به رهبری مارک گوئل بر روی بهبود انتقال DNA به سلول، پایداری DNA در داخل سلول و بیان ژن تمرکز کردند. دانشمندان با توسعه یک استراتژی مهار زیستی برای جلوگیری از استفاده از عناصری که نگرانی های نظارتی ایجاد می کنند، اقدامات نظارتی را در نظر گرفته اند، مانند عناصر ژنتیکی متحرک، پلاسمیدها یا مقاومت آنتی بیوتیکی. بنابراین، باکتری مصنوعی به دست آمده دارای ویژگی های ایمنی است تا امکان استفاده در زندگی واقعی را فراهم کند و آن را برای درمان انسانی آینده در نظر بگیرد.

مصنوعی ج. آکنه قادر به ترشح و تولید NGAL برای تعدیل تولید سبوم در رده های سلولی است. هنگامی که روی پوست موش ها اعمال می شود – تنها مدل حیوانی که تا به امروز قادر به آزمایش باکتری های مهندسی شده است – آنها پروتئین را پیوند زده، زندگی می کنند و تولید می کنند. با این حال، پوست موش قابل مقایسه با پوست انسان نیست. موهای بیشتری دارد، آرامش بیشتری دارد، چربی کمتری دارد و مکانیسم تعریق متفاوتی دارد. از این رو نیاز به یک مدل جایگزین که بهتر نمایانگر پوست انسان باشد، مانند مدل های پوست سه بعدی است.

گسترش دامنه عوامل درمانی

ما یک پلتفرم فناوری ایجاد کرده‌ایم که در را به روی ویرایش هر گونه باکتری برای درمان چندین بیماری باز می‌کند. ما اکنون بر روی استفاده متمرکز شده ایم ج. آکنه مارک گوئل، سرپرست این تحقیق، می گوید: برای درمان آکنه، اما ما می توانیم مدارهای ژنتیکی را برای ایجاد میکروب های هوشمند برای کاربردهای مرتبط با حس پوست یا تعدیل ایمنی ارائه کنیم.

با همین استراتژی، این خط تحقیقاتی در چارچوب پروژه اروپایی ادامه خواهد یافت.SkinDev‘، که در آن دانشمندان آزمایشگاه بیولوژی مصنوعی ترجمه به همراه شرکای خود طراحی خواهند کرد. ج. آکنه برای درمان درماتیت آتوپیک، یک بیماری التهابی مزمن پوست که با خشکی پوست مشخص می شود، اگزماو تحریک شدید، به ویژه در کودکان خردسال شایع است.

اگرچه هر استراتژی درمانی زنده باید به صورت جداگانه تایید شود، اما محققان به کاربرد این میکروب های هوشمند در انسان خوشبین هستند، زیرا آنها مهندسی نشده اند. ج. آکنه قبلاً به طور ایمن و مؤثر بر روی پوست بیماران آزمایش شده است.

مرجع: “تحویل یک تعدیل کننده سبوم توسط یک میکروب پوست مهندسی شده در موش” 9 ژانویه 2023، بیوتکنولوژی های طبیعی.
DOI: 10.1038/s41587-023-02072-4