Біологи створили генно-модифіковані бактерії, здатні знижувати рівень цукру у крові

Біологи створили генетично модифіковані бактерії, здатні тимчасово поселятися в кишківнику, реагувати на підвищення рівня глюкози та у відповідь виробляти гормон GLP-1. Цей гормон бере участь у регуляції рівня цукру в крові та є важливою мішенню в сучасних підходах до лікування метаболічних порушень.

Дослідники перевірили цю експериментальну систему в кількох моделях цукрового діабету в мишей, а також у макак-крабоїдів із цукровим діабетом 2-го типу. Автори припускають, що в майбутньому подібні пробіотичні підходи можуть стати основою пероральної терапії, у якій вивільнення активної речовини залежатиме від потреб організму.

Для створення технології використали пробіотичну бактерію Escherichia coli Nissle 1917. У неї вбудували генетичний сенсор, що реагує на рівень глюкози. Ключову роль у цьому механізмі відіграє білок-регулятор HexR. За низького рівня глюкози він блокує роботу гена, відповідального за утворення GLP-1. Коли концентрація глюкози зростає, блокування припиняється, і бактерія починає виробляти GLP-1.

У лабораторних тестах система майже не активувалася при концентрації глюкози нижче 5 ммоль/л, але різко посилювала активність після перевищення приблизно 10 ммоль/л. Такий рівень близький до показників, характерних для діабетичної гіперглікемії.

Результати в експериментальних моделях

У мишей із цукровим діабетом 2-го типу навіть одноразове введення бактерій, що виробляли GLP-1, знижувало рівень глюкози. Після щоденного застосування пробіотичного препарату протягом 30 днів дослідники спостерігали покращення толерантності до глюкози, чутливості до інсуліну та зниження рівня глікованого гемоглобіну.

Також у тварин зменшувалася жирова маса, сповільнювався набір ваги та покращувалися окремі показники жирового обміну. Тривала терапія була пов’язана з меншою вираженістю уражень печінки, нирок і товстого кишківника, характерних для діабету.

У макак-крабоїдів із цукровим діабетом 2-го типу після першого введення препарату спостерігали підвищення рівнів GLP-1 та інсуліну, а також зниження концентрації глюкози. Ефект зберігався до 3 днів. Подальше застосування сприяло кращому контролю рівня глюкози та зниженню інсулінорезистентності.

При цьому дослідники не спостерігали помітного погіршення показників функції печінки та нирок, ознак імунної реакції або різких змін маси тіла. Водночас на цьому етапі дослідження не використовували контрольну групу, тому достовірно відрізнити ефект модифікованих бактерій від ефекту звичайних пробіотиків поки неможливо.

Попри обнадійливі результати, технологія ще не готова до клінічного застосування. Перед випробуваннями на людях дослідникам потрібно змінити спосіб додавання необхідних генів до бактерій, а також вивчити довгостроковий вплив такої терапії на мікробіом.

Наразі цей підхід слід розглядати як експериментальний: він потребує подальшої доклінічної оцінки безпеки, ефективності та контрольованості дії. 

ДЖЕРЕЛО: nauka

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.