Genų inžinerijos galia: spuogus sukelianti bakterija gali veikti priešingai

Cutibacterium acnes yra viena iš labiausiai paplitusių odos bakterijų, ir mokslininkams pavyko pakeisti jos genus, kad ji gamintų ir išskirtų molekulę, kuri, atliekant eksperimentus su ląstelėmis, sumažina riebalų kaupimąsi.

Sebumas yra riebi medžiaga, kuri gali sulipdyti negyvas odos ląsteles ir užkimšti poras, jei jos pagaminama per daug – taip dažniausiai atsiranda spuogai. Gausindamos sebumo ir didindamos jo kiekį, C. acnes gali prisidėti prie spuoguotumo ir odos uždegimo. Tačiau ši bakterija taip pat yra gyvybiškai svarbi sveikai odai – nes gamina lipidus, kurie padeda palaikyti mūsų apsauginį išorinį barjerą. Ji taip pat gyvena giliai plaukų folikuluose – praktiškai ten, kur ir išsiskiria sebumas.

Pompeu Fabra universiteto Barselonoje sintetinės biologijos specialistė Nastassia Knödlseder su kolegomis nusprendė, kad galėtų pabandyti modifikuoti C. acnes ir sukurti vietinę terapiją spuoguotumui gydyti.

Dabartinės didelio spuoguotumo gydymo priemonės gali sunaikinti gerąsias bakterijas (antibiotikai) arba sukelti retą, bet nemalonų šalutinį poveikį (vaistas, vadinamas izotretinoinu). Tačiau tyrėjai rėmėsi izotretinoinu ir jo veikimo mechanizmu, kuris įjungia geną, koduojantį baltymą, vadinamą NGAL (neutrofilų želatinazės asocijuotas lipokalinas), kuris praneša riebalus gaminantiems audiniams, vadinamiems sebocitais, kad laikas mirti.

Jei mokslininkams iki šiol būtų pavykę priversti C. acnes gaminti NGAL, galbūt jie būtų sukūrę preparatą, kuris galėtų gydyti spuoguotumą be šalutinio izotretinoino poveikio. Tačiau iki šiol sunkumų naudojant C. acnes kaip terapinį Trojos arklį kėlė tai, kad bakterija priešinosi mokslininkų bandymams į jos genomą įterpti naujas DNR instrukcijas.

Šis pagrindinis mikrobiologijos metodas, vadinamas transformacija, yra pirmas žingsnis kuriant bakterijas, kad jos galėtų gaminti baltymus, kurių jos šiaip nemoka gaminti. C. acnes atveju jį reikėjo šiek tiek patobulinti.

Eksperimentuodami su įvairiais buferiais, kad pagerintų DNR perdavimą C. acnes ląstelėms, N. Knödlseder su kolegomis sukūrė atmainą, galinčią gaminti NGAL.

Kai jie šią NGAL išskiriančią C. acnes atmainą pritaikė laboratorijoje auginamoms sebocitų kultūroms, modifikuota bakterija gerokai sumažino sebumo kiekį: po 48 valandų – net du kartus.

Eksperimentų su pelėmis metu modifikuota C. acnes taip pat gamino NGAL praėjus 2–4 dienoms po to, kai buvo užtepta ant gyvūnų odos – o bakterija, kaip ir tikėtasi, buvo rasta giliai plaukų folikuluose. Nebuvo jokių požymių, kad gydymas sukėlė uždegimą.

„Mes sukūrėme odoje gyvenančią bakteriją ir privertėme ją gaminti tai, ko reikia mūsų odai“, – aiškina N. Knödlseder.

Tačiau pelių oda gerokai skiriasi nuo žmogaus odos – nors ji ir dažnai naudojama kaip modelis ankstyvosios fazės vietinio poveikio terapinių preparatų bandymams. Pelės oda yra laisvesnė, keturis kartus plonesnė ir joje yra daug daugiau plaukų folikulų nei žmogaus odoje.

„Ateityje reikia atlikti klinikinius tyrimus, kad būtų galima įvertinti šios sukurtos atmainos poveikį žmonėms ir jos panaudojimo galimybes odos sutrikimams gerinti ar odos sveikatai palaikyti“, – savo straipsnyje teigia mokslininkai.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature Biotechnology“.

Parengta pagal „Science Alert“.