Кишечник человека служит домом для тысяч видов бактерий, некоторые из которых могут лечить болезни пищеварения. Одни виды могут помочь в борьбе с раком прямой кишки, другие в лечении или предотвращении инфекций вроде псевдомембранозного колита.
Однако применить подобную “живую биотерапию” часто мешает то, что для многих видов полезных бактерий вреден кислород. В результате их трудно производить, хранить и доставлять. Химические инженеры MIT продемонстрировали, что они могут защитить бактерии, создав для них “скафандр”, который поможет им пережить процесс производства.
В исследовании, опубликованном 10 декабря 2021 года в журнале Американского общества химиков, рассматривается возможность использования оболочки на бактериях кишечной палочки, а также на бактериях других видов, которые могут помочь с перевариванием углеводов растительного происхождения.
Защитная оболочка
Большинство бактерий кишечника человека анаэробны, и у них разная степень чувствительности к кислороду. Некоторые способны выдержать незначительное кислородное воздействие, тогда как для других кислород смертелен.
Чувствительность бактерий к кислороду усложняет их использование в лечении заболеваний пищеварения, так как бактерии должны быть сублимированы и расфасованы по капсулам для дальнейшего применения в терапии. Автор исследования профессор Фурст и его коллеги решили защитить анаэробные бактерии, покрыв их материалом, созданным из ионов металлов и органических соединений класса полифенолов.
Если полифенолы и ионы металлов поместить в раствор, они образуют двумерную решетчатую пластину. Для исследования ученые использовали безопасное для человека железо и три полифенола, которые содержатся в чае и других растительных продуктах.
Если в раствор также добавить бактерии, то материал сам обволакивается вокруг бактериальных клеток. Эта оболочка защищает бактерии во время сублимации и дальнейшего процесса производства лекарства. Исследования показали, что заключенные в оболочку клетки остаются здоровыми и способны осуществлять нормальную клеточную жизнедеятельность, хотя их рост временно приостановлен.
При попадании в кислую желудочную среду оболочка растворяется и высвобождает бактерию.
Фото: J. Am. Chem. Soc.
Бактерии кишечной палочки в оболочке и без нее
Бактерии с защитной оболочкой можно применять и в сельском хозяйстве, помогая растениям приобретать большую устойчивость к вредным воздействиям. Также такой оболочкой можно покрывать бактерии, используемые в качестве вакцин. Вакцину БЦЖ, которая состоит из бычьей туберкулезной палочки, сложно производить и она требует хранения при низких температурах. Если надеть на нее “скафандр”, то необходимость в холодильнике отпадет, что облегчит перевозку и хранение этой вакцины.
По материалам SciTechDaily
Читайте также:
Мертвые бактерии в масле: дешевый экспериментальный метод лечения рака показал эффективность
Бактерии выжили после почти трех лет голодовки
