Lactobacillus I batteri (illustrazione dell’artista) sono stati geneticamente progettati per creare molecole che viaggiano dal naso al cervello.Credito: Artur Plawgo/Science Photo Library
Un cervello più sano potrebbe un giorno essere solo uno sbuffo: i batteri che colonizzano il naso sono stati progettati per traghettare i farmaci sul cervello dei topi.
Il 5 febbraio, gli scienziati hanno riferito in Cella1 che hanno usato batteri nasali per fornire ormoni che sopprimono l’appetito ai topi obesi, che successivamente hanno perso peso. Sebbene l’approccio sia ancora molto lontano dall’uso nell’uomo, è uno degli ultimi esempi di sforzi diffusi per sfruttare i batteri per consegnare droghe dove sono necessari nel corpo in modo più efficace. Un altro studio, pubblicato oggi in Sistemi cellulari2utilizza una specie batterica diversa per fornire un enzima protettivo alle cellule della pelle.
“Le droghe spesso non arrivano dove devono andare molto bene”, afferma Shannon Sirk, bioingegnere all’Università dell’Illinois a Urbana – Champaign, che non era coinvolto negli studi. “Se riesci a migliorare la consegna, puoi ridurre al minimo gli effetti collaterali e ridurre l’onere per i pazienti.”
Sensazione intestinale
Molti tentativi di progettare i batteri che secernono farmaci si sono concentrati sulla consegna di molecole all’intestino, afferma Sirk. La flora microbica nell’intestino è lussureggiante con batteri che potrebbero trasportare un carico utile medico, compresi i ceppi di Escherichia coliun cavallo di battaglia di laboratorio facile da ingegnere geneticamente. Ma gli studi riportati questa settimana si sono avventurati in altre regioni del corpo ed hanno esplorato le capacità di batteri meno familiari.
Il cervello è un sito particolarmente insolito per un sistema di rilascio batterico da puntare, afferma Cammie Lesser, un microbiologo sintetico presso il Massachusetts General Hospital di Boston, perché è protetto da una barriera che generalmente esclude i microbi, nonché alcune molecole.
Traghetti cerebrali ingegnerizzati proteine utili nei neuroni
Per aggirare questo, Matthew Wook Chang, un biologo sintetico presso la National University di Singapore, e i suoi colleghi hanno deciso di sfruttare una porta un po ‘studiata al cervello: il naso. Il primo passo è stato determinare quali microbi potenzialmente utili risiedono lì. “Il microbioma nasale rimane relativamente inesplorato, nonostante la connessione diretta della cavità nasale con il cervello”, afferma Chang.
Gli autori hanno esaminato diversi batteri, tra cui cinque ceppi di Lactobacillusun genere che è generalmente considerato sicuro e talvolta utilizzato negli integratori sanitari. Il team ha quindi esaminato questi ceppi per la loro capacità di legarsi a una molecola che si trova su una membrana chiamata epitelio olfattivo. Questa linea parte del passaggio nasale superiore ed è collegata al cervello da nervi che sono importanti per il senso dell’olfatto. Sebbene è improbabile che i batteri viaggino dal naso al cervello, alcune molecole possono diffondersi lungo questo percorso.
Una volta che i ricercatori avevano trovato una tensione adatta, Lactobacillus plantarumlo hanno geneticamente progettato per produrre e secernere una varietà di molecole, tra cui tre ormoni che regolano l’appetito. I topi obesi che hanno ricevuto una dose di batteri nel naso ogni giorno per otto settimane hanno mangiato meno e hanno perso peso durante il periodo di trattamento1.
