Модифицирана чревна бактерия помага на пациенти с чернодробна енцефалопатия

Когато черният дроб не функционира, токсините в кръвта, които трябва да се изхвърлят, започват да се натрупват и достигат до мозъка. В резултат настъпва чернодробна енцефалопатия – тежко неврологично усложнение на чернодробната болест, което може да причини тревожност, объркване, загуба на паметта, а понякога и кома. Чернодробната енцефалопатия обикновено бележи напреднала фаза на цироза и налага честа хоспитализация, което от своя страна увеличава разходите както за пациента, така и за здравната система.

Основни терапии за лечение на чернодробна енцефалопатия

Утвърдените форми на лечение предлагат частично облекчение. Двете основни терапии – с лактулоза и антибиотика rifaximin – действат като потискат производството на амоняк в червата, но не коригират метаболитните грешки, които отключват болестта. Вероятността от рецидив не намалява, а лекарството rifaximin носи допълнителен риск от нарушаване на естествения чревен микробиом. Затова учените търсят напълно различен подход, който може да адресира всички причинители на заболяването едновременно.

Екип от Националния университет на Сингапур, ръководен от проф. Матю Чанг, е напът да намери решение на проблема. Изследователите проектират щамове на полезна чревна бактерия, която се произвежда по естествен път в организма. Идеята е чрез нея да се възстанови метаболитния баланс в червата, черния дроб и мозъка.

Чревна бактерия срещу чернодробната енцефалопатия

Учените модифицират добре познатата чревна бактерия Lactobacillus plantarum WCFS1 и я превръщат в два взаимно допълващи се щама. Единият абсорбира излишния амоняк в червата и го превръща в аминокиселини с разклонена верига (BCAA), които са много важни, но липсват при пациенти с чернодробна енцефалопатия. Вторият разгражда аминокиселината L-glutamine в червата преди и тя да бъде превърната в амоняк. С други думи по този начин се премахва един от ключовите източници на токсина.

Предимства на иновативната терапия при чернодробна енцефалопатия

Лабораторните проучвания върху ефекта от двата щама показват, че комбинацията намалява количеството циркулиращ амоняк с до 10 пъти, както и амоняка в мозъка до здравословни за човешкото тяло стойности. Крайният резултат е възстановяване на важни метаболитни баланси – липсващи BCAA и повишена концентрация на L-glutamine, намаляване на тревожността и подобряване на когнитивната функция.

Д-р Чанг уточнява: „Нашата терапия има едно основно предимство пред другите и това е, че действа върху всички метаболитни причини за отключване на чернодробна енцефалопатия, не само върху една.“

С какво модифицираната чревна бактерия е по-ефективна от антибиотика рифаксимин

В сравнение с rifaximin, модифицираната бактерия оказва благоприятно влияние върху чувството на тревожност и краткосрочната памет. Невронната сигнализация се нормализира, а възпалението в мозъка намалява, което е знак, че възстановеният чревен баланс допринася и за нормалната работа на централната нервна система.

Запазване разнообразието на чревната микрофлора

Бактериалните щамове също така запазват естественото разнообразие на чревния микробиом, което е невъзможно при прием на антибиотик.

Добра поносимост

Дългосрочните проучвания върху безопасността на генномодифицираната чревна бактерия разкриват, че тя се понася добре от организма, няма признаци на отравяне и се изчиства в рамките на 72 часа след последната доза.

Нов клас прецизни медикаменти

Проф. Чанг пояснява, че, тъй като двата бактериални щама изпълняват различна метаболитна функция, те могат да бъдат адаптирани за лечение и на други нарушения по оста черва-черен дроб-мозък.

„Екипът ни разработи мултифункционална, програмируема микробна терапия, която може да извършва няколко терапевтични действия едновременно в тялото. За разлика от стандартните методи на лечение като това с рифаксимин, който влияе негативно на чревното разнообразие, нашият подход използва биотерапевтик, с който прецизно препрограмираме метаболизма, без да нарушаваме естествения чревен микробиом“, пояснява Чанг.

Учените вече са подали документи за патентоване на терапията, което би позволило прилагането й в клинична среда. Следващите стъпки са оценка на дългосрочния ефект от двата модифицирани щама и разширяване на платформата, за да могат да се използват и за лечение на други метаболитни заболявания.