Искусственно созданный бактериальный консорциум вылечил хронический колит у мышей

Трансплантация фекальной микробиоты от здорового донора для лечения воспалительных заболеваний кишечника не всегда эффективна и сопряжена с риском заражения патогенными микроорганизмами. Ученые из США искусственно создали два консорциума бактерий, которые позволили добиться хороших результатов при лечении мышей с хроническим колитом.

Credit:
nobeastsofierce | Shutterstock.com

Хроническое воспаление кишечника может быть вызвано множеством эндогенных и экзогенных факторов. Экзогенные факторы, такие как некоторые продукты питания, патогенные микроорганизмы и ксенобиотики, повреждают слизистую оболочку и вызывают дисбиоз, что приводит к воспалению. Одни из самых распространенных воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) — это болезнь Крона и язвенный колит. Обычно их лечат противовоспалительными препаратами и иммунодепрессантами, однако у этих препаратов есть опасные побочные эффекты, например, повышенный риск инфекций и новообразований.

Не так давно появилось другое направление лечения ВЗК — трансплантация фекальной микробиоты от здорового донора. Но эффективность такой терапии сложно предсказать. Кроме того, существует риск случайного заражения патогенными микроорганизмами. Ученые из США искусственно создали бактериальный консорциум и применили его для лечения колита и восстановления гомеостаза кишечника у мышей.

Терапевтический бактериальный консорциум должен обладать способностью синтезировать короткоцепочечные жирные кислоты, индол, индол-3-пропионовую кислоту и индол-3-уксусную кислоту, преобразовывать желчные соли во вторичные желчные кислоты, а также подавлять распространение патогенов родов Escherichia, Klebsiella и Shigella.

Используя базы данных, ученые создали консорциум GUT-103 с заданными свойствами. В него вошли 17 штаммов из родов Akkermansia, Bacteroides, Clostridium и Faecalibacterium. Штаммы подобрали таким образом, чтобы у них были взаимодополняющие ауксотрофии, а потеря одного штамма не нарушала работу всего сообщества.

У гнотобиотических мышей с дефицитом противовоспалительного интерлейкина 10 (Il10−/−) вызвали хронический колит, заразив их патогенными штаммами Escherichia coli LF82, Enterococcus faecalis OG1RF и Ruminococcus gnavus ATCC29149. У таких животных активировался штаммоспецифичный иммунный ответ слизистой. Через две недели после заражения кишечник мышей колонизировали бактериальным консорциумом GUT-103. Он снизил концентрацию патогенных микроорганизмов, интенсивность колита и экспрессию провоспалительных цитокинов.

После этого ученые создали оптимизированный консорциум GUT-108, который содержал 11 штаммов. В GUT-108 был улучшен синтез вторичных желчных кислот и усилен антагонизм против патогенных бактерий семейства Enterobacteriaceae. Новый консорциум восстановил здоровый микробиом мышей с колитом, вызванным трансплантацией фекальной микробиоты здорового человека, а также облегчил патологические проявления колита и снизил выработку воспалительных цитокинов.

Таким образом, авторы исследования показали, что искусственно составленный бактериальный консорциум можно успешно применять для лечения колита у мышей. Они надеются скоро перейти к клиническим испытаниям.

Источник

Daniel van der Lelie, et al. // Rationally designed bacterial consortia to treat chronic immune-mediated colitis and restore intestinal homeostasis // Nature Communications, 12, 3105 (2021), published May 28, 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-23460-x

Добавить в избранное

Вам будет интересно