Генетически модифицированные анкилостомы Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе превращены в фабрики лекарств
Репортаж от Wedoany，Исследователи Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе успешно генетически модифицировали кишечного паразита — анкилостому, заставив его производить и доставлять терапевтические препараты в организме живого хозяина. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Анкилостома — это паразит, обитающий в кишечнике человека, который долгое время поражает сотни миллионов людей в бедных тропических регионах. Эти черви могут жить в организме человека годами, выделяя молекулы для сосуществования с хозяином. Используя этот биологический механизм, исследовательская группа впервые осуществила генетическую модификацию анкилостомы, заставив её производить антитело, нейтрализующее тетродотоксин (tetrodotoxin) — смертельный нейротоксин, вырабатываемый рыбами фугу и другими морскими организмами, для которого в настоящее время не существует антидота. В экспериментах на животных модифицированные анкилостомы после колонизации хозяина вырабатывали антитоксин и выделяли его в кровь, частично нейтрализуя токсичность яда.
Старший автор исследования, доктор Македонка Митрева (Makedonka Mitreva, PhD), профессор имени Гордона Р. Миллера Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе (WashU Medicine), отметила, что анкилостомы за миллионы лет эволюции приобрели способность длительно выживать в организме человека-хозяина и доставлять молекулы. Исследовательская группа задалась вопросом: что произойдёт, если к примерно 1000 веществам, уже выделяемым анкилостомами, добавить ещё одну терапевтически значимую человеческую молекулу? Данное исследование показало, что эта концепция осуществима.
Преимущество анкилостомы как платформы для доставки лекарств заключается в её биологических особенностях. Контролируемое количество личинок анкилостомы попадает в организм человека через пероральные таблетки или накожное нанесение, напоминающее крем, после чего мигрирует в тонкий кишечник и оседает там, обычно на несколько лет. Поскольку анкилостомы не размножаются в организме хозяина, их количество остаётся фиксированным, а инфекция находится под контролем. При необходимости устранения инфекции однократный приём антипаразитарного препарата внутрь позволяет избавиться от анкилостом в течение 24 часов. Хотя естественная инфекция анкилостомами может вызывать лёгкие желудочно-кишечные симптомы, хроническая инфекция представляет серьёзную опасность для детей, беременных женщин и лиц с недостаточным питанием, что подчёркивает важность строгого контроля инфекции при терапевтическом применении.
В данном подтверждающем концепцию исследовании было выбрано антитело, нейтрализующее тетродотоксин. Работа финансировалась Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (Defense Advanced Research Projects Agency) правительства США и была направлена на поиск решений для биологических и химических угроз в отдалённых регионах. Используя результаты более чем двадцатилетних исследований геномики анкилостом, исследовательская группа определила в геноме анкилостомы подходящий участок, вставила ген, несущий инструкции по производству нового антитоксина, обеспечила, чтобы вставка не нарушала активность окружающих генов, и стимулировала выделение антитоксина червём в организм хозяина. Кровь, взятая у хомяков, инфицированных генетически модифицированными анкилостомами, частично нейтрализовала тетродотоксин, тогда как кровь животных, инфицированных немодифицированными червями, не обладала нейтрализующей способностью.
Митрева отметила, что достигнутый в исследовании уровень нейтрализации может представлять лишь малую часть того, что в конечном итоге способна обеспечить эта платформа. Она назвала эту платформу «настраиваемым шасси» (configurable chassis), компоненты которого всё ещё оптимизируются для увеличения продукции и секреции терапевтических белков. Поскольку черви обитают в кишечнике, часть выделяемых ими веществ остаётся в кишечнике, что означает, что концентрация терапевтических молекул в кишечнике может быть значительно выше, чем в системе кровообращения, что делает эту платформу пригодной для кишечно-ориентированной терапии.
Перед использованием в клинической практике на людях будущие исследования потребуют строгой оценки безопасности, включая стратегии биологического сдерживания, например, инженерную модификацию, препятствующую откладке яиц червями, для защиты хозяина и окружающей среды. Воспалительные заболевания кишечника, пищевая аллергия, а также хронические заболевания, требующие постоянной медикаментозной терапии, являются перспективными направлениями для будущей разработки этой платформы.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
