นักวิทยาศาสตร์จากโรงเรียนแพทย์ Yong Loo Lin มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS Medicine) ได้สร้างโปรไบโอติกเพื่อฟื้นฟูการเผาผลาญเกลือน้ำดีที่พบในทางเดินอาหาร เพื่อต่อต้านการโจมตีและผลกระทบของ Clostridium Difficile Infection (CDI)
CDI คือการติดเชื้อในลำไส้ใหญ่หรือลำไส้ใหญ่ที่นำไปสู่อาการท้องร่วงจากการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียติดเชื้อที่เรียก ว่าClostridium พบกรณีส่วนใหญ่ของ CDI เกิดขึ้นในผู้ที่เคยใช้ยาปฏิชีวนะหรือเพิ่งเสร็จสิ้นหลักสูตรของยาปฏิชีวนะ
การใช้ยาปฏิชีวนะในการรักษา CDI ทำให้เกิด microbiome ในลำไส้ที่ไม่สมดุลหรือที่เรียกว่า dysbiosis ซึ่งสามารถขัดขวางกระบวนการ microbiome อื่น ๆ เช่นการเผาผลาญเกลือน้ำดี ความผิดปกติของการเผาผลาญเกลือน้ำดีสามารถกระตุ้นสปอร์ Clostridioides difficile ที่อยู่เฉยๆ ซึ่งนำไปสู่ CDI ทำให้เกิดอาการท้องร่วงและลำไส้ใหญ่อักเสบอย่างรุนแรง – การอักเสบของลำไส้ใหญ่หรือการติดเชื้อ CDI ซ้ำ
ทีมนักวิจัยนำโดยรองศาสตราจารย์ Matthew Chang จากโครงการวิจัยการแปลชีววิทยาสังเคราะห์ที่ NUS Medicine และ NUS Synthetic Biology for Clinical and Technological Innovation (SynCTI) ได้ออกแบบโปรไบโอติกที่สามารถตรวจจับการเกิดความไม่สมดุลของไมโครไบโอมที่เกิดจากยาปฏิชีวนะและ แสดงเอนไซม์ที่สามารถควบคุมการเผาผลาญเกลือน้ำดีเมื่อตรวจพบ โปรไบโอติกนี้ประกอบด้วยวงจรพันธุกรรมที่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ แอมพลิฟายเออร์ และแอคทูเอเตอร์ที่เข้ารหัสทางพันธุกรรม
ทีมใช้ E. coli สายพันธุ์โปรไบโอติกเป็นโฮสต์เนื่องจากบันทึกความปลอดภัยที่พิสูจน์แล้วในมนุษย์และลักษณะแกรมลบทำให้เข้ากันได้กับการบำบัดด้วย CDI ปัจจุบันที่ใช้ยาปฏิชีวนะที่กำหนดเป้าหมายแบคทีเรียแกรมบวก เซ็นเซอร์ในโปรไบโอติกนี้ ตรวจจับการมีอยู่ของกรดเซียลิก ซึ่งเป็นสารเมตาโบไลต์ในลำไส้ที่บ่งบอกถึงความไม่สมดุลของไมโครไบโอม ตัวกระตุ้นจะผลิตเอนไซม์ที่สามารถควบคุมการเผาผลาญของเกลือน้ำดี ซึ่งกระตุ้นโดยเซ็นเซอร์ และลดการงอกของสปอร์ Clostridioides difficile ที่ทำให้เกิด CDI เมื่อกระตุ้นโดยเซ็นเซอร์กรดเซียลิก ทีมงานยังรวมแอมพลิฟายเออร์ในโปรไบโอติกซึ่งขยายการกระตุ้นโดยเซ็นเซอร์และเพิ่มการผลิตเอนไซม์ ลดการงอกของสปอร์ Clostridioides difficile ได้ 98%
รศ.ช้างได้รับการสนับสนุนโดยความก้าวหน้านี้ ซึ่งทำให้กระจ่างเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมในลำไส้มากขึ้น และวิธีการจัดการเพื่อสร้างกลยุทธ์การรักษาที่มีการบุกรุกน้อยลง เขากล่าวว่า “นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์นี้ช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเราสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมจุลภาคในร่างกายได้อย่างไร โดยไม่จำเป็นต้องใช้แรงทำลายล้างโดยตรงเพื่อฆ่า เชื้อแบคทีเรีย Clostridioides difficile ให้ยาเพิ่มเติม หรือใช้วิธีการรุกรานเพื่อกำจัดเชื้อ มุมมองของเราเปลี่ยนไปในการศึกษาวิธีที่เราสามารถหากลยุทธ์ในการต้านจุลชีพเพื่อเสริมและช่วยเหลือกระบวนการทางชีววิทยาตามธรรมชาติในร่างกายเพื่อช่วยจำกัดการโจมตี สิ่งนี้มีประโยชน์เมื่อพิจารณาถึงการพัฒนาหรือปรับปรุงการรักษาในอนาคตสำหรับ CDI”
บทความตีพิมพ์ใน Nature Communications ในเดือนกรกฎาคม 2022 และสามารถเข้าถึงได้ที่นี่ : https://www.nature.com/articles/s41467-022-31334-z
