Исследователи из Университета Помпеу Фабры создали набор генетических инструментов, который позволяет модифицировать бактерию Cutibacterium acnes, живущую на нашей коже. Этот набор включает в себя молекулы ДНК, которые помогают ученым изменять генетический код бактерии, чтобы она могла производить полезные вещества, которые могут помочь при различных кожных заболеваниях. Такой подход является безопасным, контролируемым и перспективным.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell Systems, под руководством доктора Марка Гуэля и с участием Гильермо Невота, ученые создали модифицированный штамм C. acnes, который производит антиоксиданты и помогает снизить окислительный стресс в клетках кожи, поврежденных ультрафиолетом. На данный момент эксперименты проводятся на клеточных культурах, но результаты уже дают надежду на успешное применение в будущем.
Набор генетических инструментов включает молекулу ДНК, называемую плазмидой, которая может выполнять разные функции. Одна из них отвечает за производство нужных веществ, другая регулирует их количество в зависимости от внешних факторов, третья помогает отбирать нужные штаммы, а четвертая устраняет гены устойчивости к антибиотикам после отбора.
Также ученые модифицировали бактерию так, чтобы она не могла сама производить вещества, необходимые для выживания. Это гарантирует, что бактерии останутся на коже только в том случае, если им будут обеспечены необходимые питательные вещества, например, через крем.
Такие изменения делают бактерию безопасной: она не может обмениваться генами с другими бактериями, не содержит генов устойчивости к антибиотикам и не может выжить без внешних добавок.
Окислительный стресс, вызванный, например, воздействием ультрафиолета и хроническим воспалением, повреждает клетки кожи. Модифицированная бактерия помогает бороться с этим, производя антиоксиданты, которые уменьшают повреждения. В лаборатории ученые проверили, как изменяется уровень антиоксидантов, если воздействовать на бактерии с разной интенсивностью. Когда эти антиоксиданты применяли к клеткам кожи, подвергнутым ультрафиолетовому излучению, они значительно снизили окислительный стресс.
В будущем, такие бактерии могут быть использованы в кремах, которые будут регулировать уровень антиоксидантов в ответ на изменения состояния кожи, например, уровень окислительного стресса. Это может помочь в лечении таких заболеваний, как атопический дерматит, преждевременное старение или даже рак.
C. acnes живет в волосяных фолликулах и перерабатывает себум — кожное сало. Эта бактерия образует стабильные колонии, которые долго не меняются, и почти не взаимодействует с другими бактериями.
Некоторые штаммы C. acnes связаны с нормальной здоровой кожей. Например, при таких заболеваниях, как атопический дерматит, уровень этих бактерий снижается. Также их можно легко передавать от здорового человека к пациенту, что помогает улучшить состояние кожи.
Другие генетически модифицированные бактерии показали хорошие результаты при лечении заболеваний, таких как инфекции и рак. Однако исследований по коже пока не так много. Одним из известных примеров является использование бактерии Staphylococcus epidermidis для ускорения заживления ран или как средство от комаров, но эта бактерия не живет на нашей коже, поэтому ее интеграция там довольно сложна.
Таким образом, благодаря безопасности и уникальным свойствам C. acnes, она может стать отличным кандидатом для лечения кожных заболеваний.