使用基因工程細菌作為醫(yī)療手段的想法并不新鮮。多年來，科學家們一直在嘗試如何改造細菌來滿足我們的需求，從改造細菌來吃掉體內(nèi)多余的氨，到幫助細菌捕獵結(jié)直腸癌細胞。

當然，在這樣的想法準備好進入主流臨床應用之前，還需要克服一些障礙。通過藥丸向患者提供受控劑量的藥物是一回事，但限制在人體腸道中合成這些相同治療分子的活微生物的生長則是完全不同的挑戰(zhàn)。

一組科學家的新研究在人類益生菌Nissle 1917 的新型菌株的工程設計方面向前邁出了一步，該菌株已被開發(fā)用于可持續(xù)合成帕金森病藥物L-DOPA。

左旋多巴是一種作為多巴胺前體的分子，幾十年來一直是帕金森病患者的黃金標準治療方法。醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過大約五年的左旋多巴治療，患者往往會出現(xiàn)一種稱為運動障礙的副作用。這些副作用被認為與大腦缺乏一致的藥物來源有關。

因此，為了解決這個問題，新的研究探討了腸道中產(chǎn)生左旋多巴的細菌是否可以導致藥物持續(xù)輸送到大腦。參與該項目的研究人員Piyush Padhi 表示，工程細菌會吃掉一種名為酪氨酸的分子，并吐出左旋多巴。

Padhi 解釋說：“經(jīng)過對基于腸道微生物的藥物輸送技術的多次迭代和改進，我們開發(fā)出了一種有益于腸道健康的益生菌，它能夠以高度可調(diào)的方式產(chǎn)生穩(wěn)定水平的左旋多巴，以提供每位患者所需的每種劑量。 ”

幾項小鼠研究表明，工程細菌可以在血液中產(chǎn)生穩(wěn)定、一致濃度的左旋多巴。然后對帕金森病動物模型進行的實驗發(fā)現(xiàn)，這種治療可以改善運動和認知功能，這表明工程細菌正在生產(chǎn)具有治療作用的藥物。

研究人員還聲稱，細菌產(chǎn)生的左旋多巴的水平可以得到精細控制。這可以通過限制膠囊中細菌的每日劑量或調(diào)節(jié)鼠李糖的消耗來實現(xiàn)。細菌需要這種稀有糖來繼續(xù)產(chǎn)生左旋多巴。

參與該項目的另一位研究人員Anumantha Kanthasamy 表示，該團隊正在努力調(diào)整該方法來治療其他需要持續(xù)服用該藥物的疾病。下一步是優(yōu)化工程細菌，研究著眼于人體試驗。

Kanthasamy 說：“我們希望基于微生物的連續(xù)、非脈沖式左旋多巴給藥方法將限制左旋多巴引起的運動障礙的發(fā)生和進展?！?“我們目前正在探索使用這種方法來治療其他疾病，例如阿爾茨海默病和抑郁癥，并正在啟動美國食品和藥物管理局對這種新型腸道微生物組治療技術的臨床測試?！?

這項新研究尚未在同行評審期刊上發(fā)表，但最近在費城舉行的美國藥理學和實驗治療學會2022 年年會上的實驗生物學(EB) 會議上進行了介紹。