Инженерный лактококк облегчил симптомы колита у мышей

Антимикробный пептид LL37 модулирует иммунный ответ и потенциально может использоваться для терапии воспалительных заболеваний кишечника. Ученые использовали бактерию Lactococcus lactis для доставки кДНК пептида hCAP18 — предшественника LL37 в кишечник мышей с индуцированным колитом. Это останавливало потерю веса и увеличивало продукцию противовоспалительных цитокинов.

Credit:
drmicrobe | 123rf.com

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), такие как болезнь Крона и язвенный колит, ассоциированы с хроническим воспалением и нарушением состава микробиоты. Это связано с неадекватным иммунным ответом на комменсальную микрофлору. Методов лечения подобных заболеваний в данный момент не существует; для облегчения симптомов используются антибиотики и противовоспалительные препараты. Группа ученых из Франции и Бразилии показала, что бактерия Lactococcus lactis, модифицированная для доставки кДНК пептида hCAP18, облегчает симптомы колита у модельных мышей.

В последнее время особое внимание уделяется антимикробным пептидам (AMPs) как препаратам против ВЗК. AMPs — это небольшие молекулы, обладающие антимикробной и иммуномодулирующей активность. Ранее было показано, что уровень одной из таких молекул, LL37, коррелирует с состоянием пациентов с язвенным колитом, а в экспериментах in vitro этот пептид проявлял иммуномодулирующие свойства. Однако доставка AMPs в организм остается проблемой, так как эти молекулы быстро распадаются, а потому требуют крайне высоких доз при введении в чистом виде. Авторы новой работы попробовали доставлять молекулу-предшественник LL37, hCAP18, с помощью вектора — бактерии L. lactis. Эта бактерия не выделяет токсинов и считается перспективным носителем лекарственных молекул и вакцин.

Ученые протестировали два штамма L. lactis. Оба предназначены для доставки терапевтической молекулы в кишечник. Первый, LL-pSEC:hCAP18, экспрессирует пептид hCAP18. Второй, LL-ProBi-H1:hCAP18, экспрессирует кДНК hCAP18; ее превращение в пептид происходит в клетках эпителия кишечника. Функциональность векторов проверили in vitro на клетках HEK293.

В экспериментах in vivo мышам вводили в желудок инженерные лактококки в течение семи дней, а затем индуцировали колит ректальной инъекцией молекулы DNBS. Контрольная группа мышей получала пустой лактококк. После индукции колита мыши получали лактококк еще три дня. На третий день мыши из всех групп, кроме LL-ProBi-H1:hCAP18, потеряли 15% веса. Мыши, получавшие вектор с кДНК hCAP18, напротив, стабилизировали вес и даже начали его восстанавливать. LL-ProBi-H1:hCAP18 также препятствовал утолщению стенки кишечника при колите и снижал уровень инфильтрации нейтрофилов.

Дальнейший анализ показал, что терапия LL-ProBi-H1:hCAP18, среди прочего, повышала уровни противовоспалительных цитокинов IL10 и IL17A и снижала уровень провоспалительного цитокина IFN-γ в кишечнике.

Вектор LL-pSEC:hCAP18, экспрессирующий hCAP18, не давал терапевтического эффекта, как и добавление пептида hCAP18 в питьевую воду.

Ученые также проанализировали состав микрофлоры кишечника у животных, получавших LL-ProBi-H1:hCAP18. Этот вектор лишь незначительно изменял ее структуру. Чтобы подтвердить, что терапевтический эффект обуславливается не микробиотой, ученые пересадили фекальную микробиоту мышей из группы LL-ProBi-H1:hCAP18 мышам с промытым кишечником, а затем индуцировали у последних колит. Симптомов у мышей —реципиентов микробиоты не отличались от таковых у мышей в контрольной группе.

Авторы считают, что результаты работы могут служить основой для разработки новых методов симптоматической терапии воспалительных заболеваний кишечника. Однако они отмечают необходимость более подробного исследования механизмов работы LL37.

Ранее другая команда предложила использовать лактококк для защиты кишечника от дисбиоза во время приема антибиотиков.

Источник

Noguès, E.B., et al. Lactococcus lactis engineered to deliver hCAP18 cDNA alleviates DNBS-induced colitis in C57BL/6 mice by promoting IL17A and IL10 cytokine expression. // Scientific Reports 12, 15641 (2022), published September 19, 2022. DOI: 10.1038/s41598-022-19455-3

Добавить в избранное

Вам будет интересно