Sebuah tim peneliti telah merancang “pil hidup” pertama buat mengobati infeksi paru-paru. Pengobatan ini menargetkan Pseudomonas aeruginosa, sejenis bakteri yg secara alami kebal terhadap poly jenis antibiotik dan artinya sumber infeksi yg awam pada rumah sakit.

Pengobatannya terdiri berasal penggunaan versi modifikasi asal bakteri Mycoplasma pneumoniae, menghilangkan kapasitas patogeniknya dan mengadaptasinya sehingga malah menyerang P. aeruginosa. Bakteri yang dimodifikasi digunakan dalam kombinasi menggunakan antibiotik dosis rendah yang tidak akan efektif dengan sendirinya.

Tim ilmiah menemukan bahwa memakai pengobatan di tikus secara signifikan mengurangi infeksi paru-paru. “Pil hidup” menggandakan tingkat kelangsungan hayati tikus dibandingkan tanpa pengobatan sama sekali. pemberian pengobatan dosis tinggi tunggal tak membagikan  toksisitas di paru-paru. setelah pengobatan berjalan dengan sendirinya, sistem kekebalan bawaan menghilangkan bakteri yang dimodifikasi selama empat hari.

Temuan ini dipublikasikan pada jurnal Nature Biotechnology dan menerima dukungan asal “la Caixa” Foundation melalui panggilan CaixaResearch Health. Studi ini dipimpin oleh Center for Genomic Regulation (CRG) dan Pulmobiotics berhubungan menggunakan Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Hospital Clínic de Barcelona serta Institute of Agrobiotechnology (IdAB), sebuah institut untuk pemeriksaan CSIC dan pemerintah Navarra.

Infeksi yg ditimbulkan oleh P. aeruginosa sulit diobati sebab bakteri tadi hayati dalam komunitas yg menghasilkan biofilm. Biofilm bisa melekat di banyak sekali permukaan tubuh, membentuk struktur yang tidak dapat ditembus yg berada pada luar jangkauan antibiotik.

Biofilm P. aeruginosa tumbuh pada bagian atas tabung endotrakeal yg dipergunakan sang pasien yg sakit kritis sehingga membutuhkan ventilator mekanis untuk bernapas. Hal ini menyebabkan pneumonia terkait ventilator (VAP), suatu kondisi yg memengaruhi hingga satu asal empat (9-27%) pasien yang membutuhkan intubasi. insiden melebihi 50% dalam perkara pasien yang diintubasi buat covid-19 yg parah. VAP bisa memperpanjang masa tinggal di unit perawatan intensif hingga jangka ketika 3 belas hari, dan mempunyai nomor kematian yang mencapai satu asal delapan pasien (9-13%).

M. pneumoniae didesain buat melarutkan biofilm. Tim ilmiah memodifikasi bakteri tadi buat memberinya kemampuan membentuk banyak sekali molekul, termasuk pyocins, racun alami yg diproduksi sang bakteri buat membunuh atau Mengganggu pertumbuhan banyak sekali strain Pseudomonas. untuk menguji kemanjurannya, mereka mengumpulkan biofilm P. aeruginosa asal tabung endotrakeal pasien di unit perawatan intensif. Mereka menunjukkan bahwa pengobatan melewati penghalang serta berhasil melarutkan biofilm.

“Kami telah menyebarkan pendobrak yang menyerang bakteri kebal antibiotik. Perawatan membuka lubang pada dinding sel serta menciptakan titik masuk kunci bagi antibiotik buat menyerang dan membunuh infeksi pada Asalnya. Kami percaya bahwa ini artinya taktik baru yang menjanjikan buat mengatasi penyebab primer kematian di tempat tinggal sakit”, kata Dr. María Lluch, direktur ilmiah Pulmobiotics, penulis primer studi serta peneliti di International University of Catalonia.

menggunakan tujuan menggunakan “pil hidup” untuk mengobati VAP, lebih poly tes akan dilakukan sebelum mencapai fase uji klinis. Pengobatan rencananya akan diberikan menggunakan memakai nebulizer, yaitu indera yg membarui obat cair sebagai kabut yg dihirup melalui corong atau masker.

M. pneumoniae artinya keliru satu spesies bakteri terkecil yang diketahui. Luis Serrano, direktur CRG, memiliki pandangan baru buat memodifikasi bakteri dan menggunakannya sebagai “pil hidup” 2 dekade kemudian. Dr. Serrano ialah spesialis hayati sintetik, bidang yg melibatkan rekayasa organisme sebagai akibatnya mempunyai kemampuan baru dan bermanfaat. dengan hanya 684 gen dan tanpa dinding sel, M. pneumoniae yg cukup sederhana menjadikannya ideal buat bioteknologi buat aplikasi spesifik.

keliru satu keuntungan memakai M. pneumoniae buat mengobati penyakit pernafasan ialah secara alami diubahsuaikan menggunakan jaringan paru-paru. sehabis memberikan bakteri yang dimodifikasi, beliau berkecimpung langsung ke sumber infeksi pernafasan, di mana beliau membentuk pabrik ad interim, membuat aneka macam molekul terapeutik.

dengan membagikan bahwa M. pneumoniae dapat mengatasi infeksi di paru-paru, penelitian ini membuka pintu bagi pengembangan strain bakteri baru buat mengatasi penyakit pernapasan jenis lain mirip kanker paru-paru atau asma. “Bakteri bisa dimodifikasi dengan banyak sekali muatan aktif yang tidak sama, baik itu sitokin, nanobodi, atau defensin. Tujuannya adalah buat mendiversifikasi gudang bakteri yang dimodifikasi dan melepaskan potensinya dalam pengobatan berbagai penyakit kompleks”, kata Profesor Riset ICREA Dr. Luis Serrano.

Selain merancang “pil hayati”, lab Dr. Serrano jua memakai keahliannya pada biologi sintetik buat merancang protein baru yang bisa dihasilkan sang M. pneumoniae. Tim menggunakan protein ini buat menargetkan peradangan yang ditimbulkan sang infeksi P. aeruginosa.

Meskipun peradangan merupakan respon alami tubuh menjadi reaksi terhadap infeksi, peradangan yang hiperbola atau berkepanjangan dapat Mengganggu jaringan paru-paru. Respon inflamasi diatur sang sistem kekebalan tubuh, yang melepaskan protein mediator seperti sitokin. galat satu jenis sitokin, IL-10, mempunyai sifat anti-inflamasi yang populer, sebagai akibatnya menaikkan minat terapeutik.

Penelitian yg diterbitkan dalam jurnal Molecular Systems Biology oleh grup penelitian Dr. Serrano memakai ModelX serta FoldX, 2 aplikasi desain protein, buat membuat versi baru IL-10 yang dioptimalkan buat pengobatan peradangan. Sitokin baru ini memiliki sifat baru yg menaikkan efisiensi serta afinitasnya.

Tim ilmiah merancang strain M. pneumoniae yang mengekspresikan sitokin baru ini dan menguji kemanjurannya pada paru-paru tikus menggunakan infeksi akut P. aeruginosa. Mereka memberikan bahwa versi rekayasa IL-10 secara signifikan lebih efektif pada mengurangi peradangan dibandingkan menggunakan sitokin alami IL-10.

Ariadna Montero Blay, rekan penulis senior studi di Molecular Systems Biology, membagikan bahwa “solusi bioterapi mirip M. pneumoniae menyediakan kendaraan ideal buat mengatasi keterbatasan tradisional sitokin serta membuka potensi akbar mereka pada pengobatan banyak sekali penyakit insan. . Rekayasa sitokin menjadi molekul terapeutik sangat krusial buat memerangi peradangan. Penyakit paru-paru lain mirip asma atau fibrosis paru juga mampu menerima manfaat berasal pendekatan ini.”