L’intestino ospita molti microbi utili, il che lo rende un buon bersaglio per trattamenti a base di batteri ingegnerizzati. Un recente studio ha dimostrato che i batteri intestinali ingegnerizzati possono essere introdotti e mantenuti in sicurezza nell’intestino umano per scopi terapeutici.
I risultati, pubblicati su Science, suggeriscono che i batteri ingegnerizzati possono essere utilizzati nelle terapie intestinali; tuttavia, riuscire a controllare la colonizzazione e la stabilità genetica rimane ancora oggi una sfida.
In passato sono stati utilizzati approcci che prevedevano una colonizzazione dei batteri soltanto transitoria, e che, nonostante siano risultati sicuri ed efficaci negli animali, non hanno mai mostrato risultati clinici significativi negli esseri umani. Mettere a punto strategie che consentano ai batteri di colonizzare e proliferare nell’intestino potrebbe aiutare a raggiungere livelli che garantiscano l’efficacia del trattamento.
Weston Whitaker della Novome Biotechnologies di San Francisco, in California, e i suoi colleghi si sono quindi concentrati sull’utilizzo di Phocaeicola vulgatus, un microbo intestinale comune nelle popolazioni occidentali, per trattare l’iperossaluria enterica, una condizione in cui l’organismo assorbe troppo ossalato alimentare, causando la formazione di calcoli renali.
In passato lo stesso team aveva modificato geneticamente P. vulgatus in modo che fosse in grado di digerire il porfirano, un raro polisaccaride contenuto in un’alga, conferendogli un vantaggio unico nella colonizzazione dell’intestino.
Batteri ingegnerizzati contro i calcoli renali
L’iperossaluria enterica può verificarsi quando, ad esempio a causa di trattamenti antibiotici, mancano batteri intestinali benefici che normalmente scompongono l’ossalato. I ricercatori hanno quindi modificato geneticamente P. vulgatus in modo che fosse in grado di scomporre questa molecola inserendo geni specifici che la convertono in un composto innocuo chiamato formiato.
Nei ratti, il microbo ingegnerizzato ha ridotto i livelli di ossalato nelle urine, soprattutto se associato alla somministrazione di porfirano. Per garantire sicurezza e controllo, il team ha anche reso i batteri dipendenti dal porfirano per la loro sopravvivenza: in questo modo, i microbi possono essere rimossi dall’intestino semplicemente rimuovendo il porfirano.
In uno studio clinico, il team ha testato il batterio ingegnerizzato su volontari sani. Dai dati ottenuti è emerso che la colonizzazione è migliorata quando i partecipanti hanno assunto un farmaco che aiuta a proteggere lo stomaco; inoltre, dosi più elevate di porfirano hanno aumentato i livelli di batteri nell’intestino.
Attività terapeutiche
Dopo aver interrotto la somministrazione di porfirano, P. vulgatus modificato è scomparso nella maggior parte dei partecipanti allo studio, ma in alcuni individui è persistito a causa di rare mutazioni genetiche che ne hanno permesso la crescita anche senza porfirano. Sebbene questi casi abbiano causato solo lievi effetti collaterali temporanei, il team ha progettato una nuova versione del microbo che riduce il rischio che mutazioni genetiche possano consentirne la crescita senza porfirano.
Nei test di laboratorio e sugli animali, questo approccio ha garantito la scomparsa del batterio, ma si è comunque verificata una certa persistenza, seppur di basso livello.
Nei pazienti con iperossaluria enterica, la colonizzazione è stata minore rispetto ai volontari sani. Inoltre, in alcuni pazienti il batterio ha perso funzioni chiave attraverso lo scambio genico con i microbi nativi, riducendo l’efficacia del trattamento.
«I risultati ottenuti offrono uno strumento per mettere a punto nuove terapie intestinali. Tuttavia, saranno necessarie ulteriori ricerche per aumentare l’efficacia del trattamento proposto» affermano i ricercatori.
