Від кишечника до мозку: вчені модифікують бактерії для лікування тяжких порушень функції мозку, пов’язаних із захворюваннями печінки

Коли печінка перестає функціонувати, токсини — такі як аміак — які повинні фільтруватися з крові, накопичуються та потрапляють до мозку. Наслідком цього є печінкова енцефалопатія (ПЕ) — тяжке неврологічне ускладнення захворювань печінки, яке може спричиняти тривожність, сплутаність свідомості, втрату пам’яті, а у важких випадках — кому.

Сучасні методи лікування забезпечують лише часткове полегшення. Дві основні терапії — лактулоза та антибіотик рифаксимін — діють переважно шляхом зменшення утворення аміаку в кишечнику, але жодна з них не виправляє весь спектр метаболічних порушень, що спричиняють захворювання.

Пацієнти залишаються вразливими до рецидивів, а рифаксимін несе додатковий ризик порушення природного мікробіому кишечника. Потрібен принципово інший підхід — такий, що зможе одночасно боротися з кількома чинниками, що спричиняють захворювання.

Новий підхід до лікування

Дослідницька група з Національного університету Сінгапуру під керівництвом професора Метью Чанга з Центру синтетичної біології для клінічних та технологічних інновацій нещодавно досягла прориву в цій галузі.

Дослідники, модифікували штами природних корисних кишкових бактерій, щоб вони функціонували як програмовані терапевтичні засоби, здатні відновлювати метаболічний баланс у кишечнику, печінці та мозку.

Перепрограмування бактерій для боротьби з хворобою на декількох фронтах

Дослідники переробили Lactobacillus plantarum WCFS1 — добре вивчену симбіотичну бактерію — на два взаємодоповнювальні терапевтичні штами.

Перший штам поглинає надлишок аміаку з кишечника та перетворює його на амінокислоти з розгалуженим ланцюгом (BCAA) — необхідні поживні речовини, яких бракує пацієнтам з ПЕ.

Другий штам розщеплює L-глутамін у кишечнику, перш ніж він може перетворитися на ще більше аміаку, перекриваючи ключове джерело токсину.

Не пропустіть реєстрацію на подію, що відбудется 17 червня 2026 року
«Українська школа гастроентерології:
щоденні виклики у веденні пацієнтів із захворюваннями ШКТ»

Результати дослідження

Лабораторні дослідження з використанням коктейлю обох штамів для лікування ПЕ показали, що ця комбінація зменшила рівень аміаку в крові у 10 разів і знизила рівень аміаку в мозку до показників, порівнянних із показниками у здорових людей. Були відновлені ключові метаболічні дисбаланси — включаючи виснаження BCAA та підвищений рівень L-глутаміну — поряд із помітним поліпшенням симптомів, схожих на тривогу, та когнітивних функцій.

«Ми виявили, що модифіковані кишкові бактерії можуть одночасно видаляти токсичний аміак, відновлювати необхідні поживні речовини та покращувати показники, пов’язані з роботою мозку», — пояснив професор Чанг. «Це безпосередньо вирішує головне обмеження сучасних методів лікування, які зазвичай спрямовані лише на одну першопричину, а не на весь спектр факторів, що впливають на метаболізм».

Переваги над стандартною терапією

У порівнянні з рифаксиміном, модифікований бактеріальний коктейль забезпечив більш значне поліпшення стану тривожності та короткочасної пам'яті. Крім того, нормалізувалася нейрональна сигналізація та зменшилося нейрозапалення, що свідчить про те, що корекція кишкового метаболізму може мати позитивний вплив на центральну нервову систему.

Модифіковані штами також зберегли природне різноманіття мікробіома кишечника, що є значною перевагою над рифаксиміном, який помітно зменшував мікробне багатство.

У довгострокових дослідженнях безпеки бактерії добре переносилися, не виявляли ознак системної токсичності та виводилися з організму протягом 72 годин після останньої дози.

Перегляньте запис:

Платформа для «живих ліків» нового покоління

Оскільки бактеріальні штами є модульними — кожен з них розроблений для виконання конкретного метаболічного завдання — їх можна адаптувати для лікування інших розладів, пов’язаних з осі «кишечник-печінка-мозок», включаючи порушення циклу сечовини та інші гіперамоніємічні стани.

«Наше дослідження демонструє розробку багатофункціональної, програмованої мікробної терапії, яка може координувати кілька терапевтичних дій одночасно всередині організму», — сказав професор Чанг. «На відміну від стандартних методів лікування, таких як рифаксимін, які широко пригнічують кишкові бактерії, наш підхід використовує живі біотерапевтичні засоби для точного перепрограмування метаболізму, зберігаючи при цьому природну екосистему кишечника».  

ДЖЕРЕЛО: medicalxpress

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