Bakterija u crijevima proizvodi lijek za Parkinsona

Parkinsonova bolest je progresivno degenerativno stanje, općenito okarakterizirano drhtanjem (tremorom), usporenošću pokreta (bradikinezijom), ukočenošću, te abnormalnostima držanja tijela.

Novo istraživanje predstavljeno na godišnjem sastanku Američkog društva za farmakologiju i eksperimentalnu terapiju pokazalo potencijal primjene genetski modificirane bakterije kao učinkovitog tretmana za Parkinsonovu bolest. Istraživači su stvorili bakteriju koja može sintetizirati lijek u crijevima pacijenta, a testovi na životinjama pokazali su da je sigurna i učinkovita.

Ideja o inženjeringu bakterija koje bi služile kao medicinski tretman nije nova. Godinama su znanstvenici eksperimentirali s načinima modificiranja bakterija kako bi odgovarale našim potrebama, od projektiranja bakterija da pojedu višak amonijaka u ljudskom tijelu do pomaganja bakterijama u lovu na stanice raka debelog crijeva.

Naravno, prije nego što je ovakva ideja spremna za kliničku upotrebu, potrebno je prevladati brojne prepreke. Jedna je stvar ponuditi pacijentu kontrolirane doze lijeka putem pilule, ali ograničavanje rasta živih mikroba dizajniranih da sintetiziraju te iste terapijske molekule u ljudskom crijevu je sasvim drugačiji izazov.

Novo istraživanje tima znanstvenika među kojima su istraživači Sveučilišta u Georgiji predstavilo je važan iskorak u izradi novog soja ljudskog probiotika E.coli Nissle 1917 koji je razvijen za kontinuiranu sintetizaciju lijeka za Parkinsonovu bolest poznatog kao L-DOPA.

L-DOPA je molekula koja djeluje kao prekursor dopamina i već je desetljećima zlatni standard za liječenje Parkinsonove bolesti. Liječnici su otkrili da nakon otprilike pet godina liječenja L-DOPA pacijenti često razvijaju nuspojave poznate kao diskinezije. Smatra se da su te nuspojave povezane s nedostatkom kontinuiranog izvora lijeka u mozgu.

Kako bi se riješio ovaj problem, novo istraživanje je proučavalo mogu li bakterije koje proizvode L-DOPA u crijevima dovesti do dosljedne isporuke lijeka u mozak. Piyush Padhi, istraživač koji radi na projektu, rekao je da projektirane bakterije pojedu molekulu zvanu tirozin i 'ispljunu' L-DOPA.

"Nakon nekoliko iteracija i poboljšanja tehnologije isporuke lijekova temeljene na crijevnom mikrobiomu, razvili smo probiotičke bakterije zdrave za crijeva koje mogu proizvesti stabilne razine L-DOPA na način koji se može visoko podesiti da isporuči dozu potrebnu za svakog pacijenta", objasnio je Padhi.

Nekoliko studija na miševima pokazalo je da su projektirane bakterije rezultirale stabilnim, dosljednim koncentracijama L-DOPA u krvi. Zatim su eksperimenti s životinjskim modelima Parkinsonove bolesti otkrili da je liječenje dovelo do poboljšanja motoričkih i kognitivnih funkcija, što ukazuje da su projektirane bakterije proizvodile terapeutski učinkovite količine lijeka.

Istraživači također tvrde da se razine L-DOPA koje proizvode bakterije mogu fino kontrolirati. To se može učiniti ograničavanjem dnevnih doza bakterija koje se konzumiraju u kapsulama ili moduliranjem potrošnje šećera zvanog Rhamnose. Ovaj rijedak šećer potreban je bakterijama za nastavak proizvodnje L-DOPA.

Anumantha Kanthasamy, još jedna istraživačica koja radi na projektu, rekla je da tim radi na prilagodbi pristupa liječenju drugih bolesti koje zahtijevaju stalne mjerene doze lijekova. Sljedeći korak je optimizacija projektiranih bakterija dok istraživanje čeka pokuse na ljudima.

"Trenutno istražujemo korištenje ovog pristupa za pružanje tretmana za druga stanja kao što su Alzheimerova bolest i depresija i u procesu smo iniciranja odobrenja FDA za kliničko testiranje ove nove terapijske tehnologije crijevnog mikrobioma.", navodi Anumantha Kanthasamy.

Novo istraživanje tek treba biti objavljeno u recenziranom časopisu, ali je nedavno predstavljeno na godišnjem sastanku Američkog društva za farmakologiju i eksperimentalnu terapiju tijekom sastanka Experimental Biology (EB) 2022. u Philadelphiji i možete ga pronaći na ovoj poveznici.