Em breve: bactérias transgênicas

Escherichia coli (E. coli). Ilustração: Chris Bickel / Science Magazine Synlogic , uma

startup americana baseada em colaboração com o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, está pronta para lançar uma nova classe de produtos médicos. É chamado de "bactérias sintéticas" e "terapia ao vivo". As cápsulas para administração oral contêm uma colônia de bactérias vivas. Uma vez no intestino, eles iniciam atividades úteis. A tarefa é eliminar certas anormalidades metabólicas resultantes de doenças e doenças genéticas raras.

Trilhões de várias bactérias vivem constantemente no corpo humano, que estão em simbiose conosco. O número de micróbios é mais do que uma ordem de grandeza maior que o número de células no corpo humano. A massa total da microflora intestinal é de 1 a 3 kg. Sem esses simbiontes, simplesmente não sobreviveremos.

Todos eles são chamados coletivamente de microflora ou microbiota humana. A microflora do intestino humano consiste em mais de 500 espécies, a maioria delas bactérias, por exemplo, E. coli. Outros representantes da microflora são fungos microscópicos, em particular leveduras, bem como protozoários. Apenas um centímetro cúbico de saliva humana contém de dez milhões a um bilhão de bactérias.



O estudo da microflora intestinal é uma das áreas promissoras da ciência moderna. Nos últimos anos, estudos científicos mostraram que a microbiota é um ecossistema complexo que tem um efeito fundamental na saúde humana, incluindo seu estado físico e mental. O homem pode ser considerado como um "superorganismo". A comunidade microbiana controla o corpo humano, programando o metabolismo no corpo usando enzimas que são codificadas pelo genoma bacteriano.

Os cientistas têm que admitirque eles não são capazes, pelos métodos tradicionais, de fornecer uma descrição qualitativa e quantitativa completa das microbiocenoses do corpo humano, e ainda mais para analisar as interações populacionais de microrganismos, os "sistemas de sinais" microbianos e determinar outras características da microflora. Isso se deve à impossibilidade prática de cultivar mais de 50% dos representantes da microflora humana.

Para a análise da microbiota, fundamentalmente novas direções e métodos de microbiologia foram desenvolvidos, principalmente métodos genéticos moleculares usando plataformas genéticas para pesquisa de metagenoma.

O Startup Synlogic trabalha nessa direção inovadora, estudando a microflora e tentando influenciá-la de alguma forma, a fim de ajustar indiretamente o metabolismo humano. Por exemplo, bactérias sintéticas podem eliminar o excesso de amônia no organismo. Os primeiros ensaios clínicos do medicamento experimental Synlogic estão agendados para o início de 2017 .

As bactérias sintéticas para eliminar o excesso de amônia são apenas a primeira esfera de teste em uma nova classe de bactérias programáveis ​​projetadas para tratar várias doenças. A pesquisa científica nessa área está em andamento há mais de 15 anos e a bactéria da cápsula Synlogic é um dos primeiros produtos médicos específicos que podem ser aprovados para uso médico. A Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA está atualmente revisando entre 8 e 10 microrganismos geneticamente modificados .

A idéia principal é corrigir geneticamente a bactéria E. coli, uma E. coli comum, abundante no organismo. As bactérias geneticamente modificadas têm um apetite especial por amônia prejudicial, que é constantemente formada em todos os tecidos e órgãos do corpo, e especialmente ativamente no fígado, intestinos, músculos e tecidos nervosos. Este é um composto extremamente tóxico que deve ser ligado (neutralizado) e excretado do corpo.

Geralmente, a amônia é excretada pela urina, mas o corpo de algumas pessoas não é capaz de se ligar e excretar com rapidez suficiente. Por esse motivo, um nível bastante alto e tóxico de amônia é aquecido no organismo. Até o fato de uma pessoa ficar irritada, cai em delírioe em recém-nascidos, esse distúrbio metabólico pode até causar a morte. Uma bactéria intestinal sintética ajuda a converter amônia em arginina inofensiva.

De acordo com a receita da Synlogic, para uma pessoa normalizar o metabolismo da amônia no organismo, será suficiente tomar uma cápsula do medicamento diariamente, que contém 100 bilhões de bactérias de E. coli geneticamente modificadas.

A startup de biotecnologia já recebeu cerca de US $ 70 milhões em financiamento de empreendimentos. Especialistas independentes acreditam que esta é uma área muito promissora da farmacologia. Por exemplo, outra startup da Ernest Pharmaceuticals está experimentando o tratamento de tumores malignos usando salmonela geneticamente modificada. Esta é uma bactéria específica que tende a se acumular em tumores cancerígenos. Os cientistas estão tentando usar essa propriedade da Salmonella. O corpo construído por eles deve secretar um medicamento anticâncer quando ele entra nas células de um tumor maligno.

Os ensaios clínicos devem verificar se as bactérias OGM de E. coli são inofensivas ao organismo e não trocam genes com bactérias normais na microflora humana. Os engenheiros fizeram isso para que a divisão de um organismo sintético exija a presença de uma substância específica - a timidina , que é muito pequena no intestino humano. Isso garante que a bactéria OGM não deixe a prole.

Talvez depois de alguns anos nas prateleiras das farmácias, veremos muitas bactérias diferentes com modificações genéticas. Em geral, esses OGM são utilizados não apenas na medicina. Por exemplo, recentemente foi relatado o desenvolvimento de microoranismo, que sintetiza morfina a partir da glicose , para que o futuro prometa ser interessante.

Segundo especialistas , o mercado farmacêutico dos EUA para bactérias sintéticas - pílulas medicinais e iogurte com bactérias vivas - é de US $ 3,5 bilhões.

Source: https://habr.com/ru/post/pt398953/