Zmodyfikowane genetycznie bakterie jelitowe probiotycznym lekiem na cukrzycę

Bakterie zasiedlające przewód pokarmowy wpływają na metabolizm organizmu i odgrywają niebagatelną rolę w powstawaniu nadwagi, otyłości i cukrzycy. Skład mikroflory jelitowej osób szczupłych i z nadwagą różni się od siebie. Inną i znacznie uboższą florę bakteryjną niż u zdrowych mają osoby cierpiące na zespół metaboliczny, co wykazano w populacji Amiszów. Mechanizmy, jakimi bakterie jelitowe oddziałują na metabolizm gospodarza nie zostały w pełni wyjaśnione. Wpływają one na efektywność wchłaniania i wykorzystywania składników pokarmowych zawartych w pożywieniu oraz modulują magazynowanie tłuszczu. Suplementacja odpowiednimi probiotykami jest obecnie badana jako metoda pomocna przy odchudzaniu.

W eksperymencie zwierzęcym przeprogramowano, przy użyciu metod inżynierii genetycznej, komórki probiotyczne bakterii Lactobacillus tak, aby produkowały one glukagonopodobny peptyd-1 (czynnik stymulujący wydzielanie insuliny). Lactobacillus jest jednym z wielu gatunków bakteryjnych, występujących naturalnie w przewodzie pokarmowym człowieka i warunkujących jego prawidłowe funkcjonowanie. Szczepy Lactobacillus stosowane są w leczeniu biegunek, zespołu jelita drażliwego, choroby Leśniowskiego-Crohn’a czy niektórych alergii skórnych. Glukagonopodobny peptyd-1 jest natomiast hormonem stymulującym syntezę i uwalnianie insuliny przez komórki beta trzustki w odpowiedzi na poposiłkowy wzrost stężenia glukozy we krwi. Tak zmodyfikowane bakterie naukowcy podawali codziennie przez 90 dni chorym na cukrzycę szczurom. Zwierzęta otrzymywały probiotyk drogą doustną, wraz z pokarmem. Po 90 dniach okazało się, że poziom glukozy w krwi szczurów karmionych probiotykiem zmniejszył się aż o 30% w porównaniu do szczurów, którym nie podawano eksperymentalnego leku. Zauważono, że probiotyk pobudził do wydzielania insuliny komórki nabłonka wyściełającego jelito cienkie. A zatem organizm zyskał nowe, niezależne od trzustki, miejsce produkcji insuliny. Zmodyfikowane bakterie nie wykazały żadnego działania w przypadku zdrowych szczurów. U tych zwierząt produkcja insuliny pozostała bez zmian. Obecnie badacze chcą sprawdzić czy zastosowanie większych dawek zmodyfikowanego probiotyku może doprowadzić do całkowitego cofnięcia się choroby. Nawiązali również współpracę z firmą biotechnologiczną BioPancreate w celu opracowania takiej postaci probiotyku, która byłaby najkorzystniejsza dla ludzi. Stworzenie odpowiedniej tabletki probiotycznej dla ludzi będzie alternatywą dla leków inkretynowych zwiększających produkcję insuliny w organizmie człowieka w odpowiedzi na przyjęcie pokarmu.

 

Na podstawie: Engineered Commensal Bacteria Reprogram Intestinal Cells Into Glucose-Responsive Insulin-Secreting Cells for the Treatment of Diabetes. Duan FF; Liu JH; March JC, Diabetes 2015 Jan 27; doi: 10.2337/db14-0635.