Πειραματισμοί για θεραπείες με μεταλλαγμένα βακτήρια και ιούς – Ποιες ασθένειες θα αντιμετωπίζουν

Η ιδέα της χρήσης γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων για την αντιμετώπιση διαφόρων παθήσεων δείχνει να προχωρά ένα βήμα πιο κοντά στην κλινική πράξη χάρη σε μελέτη που μετέτρεψε το κοινό κολοβακτηρίδιο Escherichia coli σε όπλο κατά του διαβήτη τύπου ΙΙ.

Η μελέτη δημοσιεύεται στην κορυφαία επιθεώρηση Cell, η οποία φιλοξενεί και μια δεύτερη σχετική έρευνα που αφορά την αντιμετώπιση παθήσεων του εντέρου με «βακτηριοφάγους», ιούς που επιτίθενται αποκλειστικά σε μικρόβια.

Ντόπια μικρόβια

Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει σαφές ότι τα τρισεκατομμύρια μικρόβια που ζουν στο ανθρώπινο παχύ έντερο, το λεγόμενο εντερικό μικροβίωμα, παίζει ρόλο σε μια ποικιλία χρόνιων παθήσεων, από τις φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου μέχρι το άσθμα, την παχυσαρκία, τον διαβήτη, την αθηροσκλήρυνση και τον καρκίνο μεταξύ άλλων.

Θεωρητικά, οι παθήσεις αυτές θα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν, ή ακόμα και να ιαθούν, με παρεμβάσεις στη σύνθεση και τη λειτουργία του μικροβιώματος.

Πειράματα για την αξιοποίηση γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων στην ιατρική συνεχίζονται εδώ και χρόνια, συχνά όμως σκοντάφτουν στο γεγονός ότι τα τροποποιημένα μικρόβια σπάνια επιζούν όταν καταποθούν και μετακινηθούν στο αφιλόξενο περιβάλλον του εντέρου.

Από την άλλη, οι προσπάθειες χρήσης βακτηρίων που αποτελούν μέρος της φυσιολογικής μικροχλωρίδας του εντέρου συνήθως δεν αποδίδουν επειδή τα βακτήρια αυτά δύσκολα μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά ώστε να αποκτήσουν θεραπευτική δράση.

Τώρα, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο αναφέρουν ότι ίσως έλυσαν το πρόβλημα, καθώς κατάφεραν να εισαγάγουν ξένα γονίδια σε βακτήρια E.coli που απομονώθηκαν από το έντερο πειραματοζώων και ανθρώπων.

«Τα βακτήρια που ήδη ζουν στο σώμα μας είναι προσαρμοσμένα στον καθένα από εμάς ξεχωριστά: τα τρόφιμα που καταναλώνουμε, το στρες που βιώνει ο οργανισμός και το γενετικό μας υπό» λέει ο Αμίρ Ζάρινπαρ, επικεφαλής της μελέτης.

Τα βακτήρια E.coli που απομονώθηκαν από δείγματα κοπράνων ανθρώπων και ποντικών καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο και τροποποιήθηκαν γενετικά ώστε να παράγουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται BSH και επηρεάζει τον μεταβολισμό του σακχάρου.

Ποντίκια που έλαβαν μία και μόνο δόση των τροποποιημένων βακτηρίων παρήγαγαν την πρωτεΐνη BSH για όλη τη διάρκεια της ζωής τους και ήταν πιο ανθεκτικά στην εμφάνιση σακχαρώδη διαβήτη, τον οποίο ήταν προδιατεθειμένα να εκδηλώσουν.

Οι ερευνητές σκοπεύουν τώρα να συνεχίσουν τους πειραματισμούς με στόχο την αντιμετώπιση μιας ποικιλίας άλλων παθήσεων. Όπως λέει ο Ζάρινπαρ, «η τεχνολογία αυτή μπορεί δυνητικά να ανοίξει το δρόμο για εφαρμογή της θεραπείας μικροβιώματος σε πολλά διαφορετικά χρόνιε και γενετικά νοσήματα.

Θεραπεία με φάγους

Η δεύτερη μελέτη στο Cell προτείνει έναν διαφορετικό τρόπο παρέμβασης στο μικροβίωμα: τη χρήση βακτηριοφάγων, γνωστών και ως φάγων, για την εξουδετέρωση μικροβίων που ενοχοποιούνται για φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου, μια ομάδα μάλλον μυστηριωδών παθήσεων που πλήττουν εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο.

Η προσέγγιση αυτή είχε εφαρμοστεί πειραματικά και στο παρελθόν, συχνά όμως συναντούσε ένα σημαντικό εμπόδιο, την ικανότητα των βακτηρίων να αναπτύσσουν ανθεκτικότητα στους βακτηριοφάγους.

Στη νέα μελέτη, ερευνητές διαφόρων αμερικανικών και γερμανικών ιδρυμάτων ξεπερνούν τον σκόπελο χορηγώντας σε εθελοντές συνδυασμούς πολλών βακτηφιοφάγων ταυτόχρονα: ακόμα και αν τα μικρόβια αναπτύξουν ανθεκτικότητα σε έναν ιό, πάντα θα υπάρχουν άλλοι ιοί που μπορούν να τα εξουδετερώσουν.

Σε πρώτη φάση, οι ερευνητές συνέκριναν τη σύνθεση του εντερικού μικροβιώματος ανάμεσα σε υγιείς εθελοντές και 537 ασθενείς με φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου στις ΗΠΑ, τη Γαλλία, το Ιστραήλ και τη Γερμανία.

Όπως διαπιστώθηκε, παρά τις διαφορές όσον αφορά τη χώρα διαμονής, την εθνικότητα και τη διατροφή, οι ασθενείς τείνουν να παρουσιάζουν αυξημένους πληθυσμούς βακτηρίων του είδους Klebsiella pneumoniae.

Στη συνέχεια, η ερευνητική ομάδα εξέτασε χιλιάδες βακτηριοφάγους από περιβαλλοντικά δείγματα και εντόπισε 40 που εξουδετερώνουν αποτελεσματικά το συγκεκριμένο βακτήριο.

Η πρώτη, προκαταρκτική κλινική δοκιμή σε 18 υγιείς εθελοντές έδειξαν ότι οι βακτηριοφάγοι δεν σκοτώνονται από τα οξέα του στομάχου όταν χορηγούνται μαζί με αντιόξινα φάρμακα και παραμένουν ενεργοί χωρίς να επηρεάζουν τα αθώα μικρόβια του εντέρου.

Όπως λέει ο Έραν Έλιναβ του γερμανικού Εθνικού Κέντρου Καρκίνου, η ελπίδα είναι ότι «θα μπορούμε να χαρακτηρίσουμε τα παθογόνα βακτήρια σε ανθρώπους που πάσχουν από ασθένειες σχετιζόμενες με το εντερικό μικροβίωμα και στη συνέχεια να χορηγούμε θεραπεία φάγων σχεδιασμένη στα μέτρα του ασθενούς».