Революция в урологии: учёные превратили обычные бактерии в медицинских спецназовцев

Последние исследования показывают, что кишечные бактерии, подвергнутые генетической модификации, способны расщеплять оксалаты — соединения, провоцирующие образование камней в почках. Но потенциал этой технологии гораздо шире: в будущем она может помочь в лечении воспалительных заболеваний кишечника, диабета и даже рака.

Почему предыдущие попытки изменить микробиом проваливались

Как отмечает Уэстон Уитакер из Стэнфордского университета, главная проблема в том, что новые бактерии, попадая в кишечник, часто не могут закрепиться — их вытесняют уже существующие микроорганизмы.

"Кишечная микробиота оказывает большое влияние на наше здоровье, и возможность манипулировать ею — многообещающее направление", — говорит Уитакер.

Чтобы решить эту проблему, учёные выбрали бактерию Phocaeicola vulgatus, которая естественным образом присутствует в кишечнике большинства людей.

Как работают модифицированные бактерии

Команда внесла три ключевых изменения в геном бактерии:

Способность расщеплять оксалаты — это снижает риск образования камней в почках.

Умение переваривать порфиран — углевод из красных водорослей, который не усваивается большинством кишечных микробов. Это дало бактерии конкурентное преимущество.

Зависимость выживания от порфирана — так учёные смогли контролировать популяцию бактерий: добавление водорослей стимулировало их рост, а отсутствие — уничтожало.

Результаты испытаний: на животных и людях

В эксперименте с крысами модифицированные бактерии снизили уровень оксалатов в моче на 47% всего за шесть дней. Затем исследователи протестировали метод на девяти пациентах с кишечной гипероксалурией — заболеванием, приводящим к частому образованию камней в почках.

После 28 дней приёма порфирана у участников уровень оксалатов снизился в среднем на 27%. Хотя статистическая значимость не была достигнута из-за малой выборки, даже такое снижение может облегчить симптомы.

Побочные эффекты и неожиданные открытия

У некоторых пациентов наблюдались лёгкие желудочно-кишечные расстройства: боли в животе, диарея. Но куда важнее другое: через восемь недель после окончания приёма только у четырёх участников сохранились бактерии, способные переваривать порфиран.

"Это указывает на горизонтальный перенос генов — бактерии обмениваются ДНК с другими микроорганизмами", — объясняет Уитакер.

Хотя это не угрожает безопасности пациентов, вопрос требует дальнейшего изучения.

Перспективы: лечение не только камней в почках

Кристоф Тайсс, коллега Уитакера, называет этот подход прорывом:

"Работа показывает, что мы можем создавать терапевтические микробы и заселять ими кишечник. Это открывает двери для лечения множества болезней".

Учёные уже знают, что микробиом связан с диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями и даже раком. Однако точные механизмы этих связей ещё предстоит изучить.