Trądzik jest częstą (zwłaszcza u młodzieży) chorobą skóry, spowodowaną zablokowaniem lub zapaleniem wytwarzających sebum gruczołów łojowych w skórze. Wyróżnia się różne postacie trądziku, od zaskórników - po krosty i guzki, głównie na twarzy, czole, klatce piersiowej, górnej części pleców i ramionach. W najcięższych przypadkach trądziku stosuje się antybiotyki, zabijające bakterie żyjące w mieszkach włosowych, lub izotretynoinę (znaną jako Accutane), pochodną witaminy A, która powoduje śmierć sebocytów, komórek nabłonkowych skóry wytwarzających sebum.

Jednak terapie te mogą powodować poważne skutki uboczne, takie jak zaburzenie homeostazy mikrobiomu skóry – ponieważ nie zabijają selektywnie bakterii. Pojawia się też nadwrażliwość na światło w przypadku antybiotyków lub wady wrodzone lub skrajne łuszczenie się skóry w przypadku izotretynoiny.

Spośród związanych z trądzikiem bakterii największe znaczenie wydaje się mieć Cutibacterium acnes. Szacuje się, że jest ona odpowiedzialna za około 80 proc. przypadków trądziku wśród pacjentów w przedziale wiekowym od 11 do 30 lat.

Stąd pomysł, aby bakterię te zmodyfikować i wykorzystać do zwalczania trądziku. Badania prowadzone były przez międzynarodowy zespół (miedzy innymi z Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane, Uniwersytetu w Lund i Uniwersytetu w Aarhus) pod kierownictwem naukowców z Universitat Pompeu Fabra w Barcelonie. Naukowcy ci skutecznie zmodyfikowali bakterię Cutibacterium acnes tak, aby wytwarzała regulujące białko NGAL - o którym wiadomo, że jest mediatorem w przypadku leku na trądzik, izotretynoiny, która zmniejsza wydzielanie sebum poprzez indukowanie obumierania sebocytów.

Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest leczenie trądziku bez naruszania homeostazy całego mikrobiomu skóry.

Eksperymenty z bakterią przeprowadzone zostały zarówno na hodowlach komórek skóry, jak i myszach. Odkrycie to otwiera możliwość opracowania skuteczniejszych sposobów leczenia zmian skórnych i innych chorób przy użyciu żywych środków terapeutycznych.

"Opracowaliśmy miejscową terapię o ukierunkowanym podejściu, wykorzystując to, co ma już natura. Opracowaliśmy bakterię, która żyje w skórze i sprawia, że wytwarza ona to, czego potrzebuje nasza skóra. W tym przypadku skupiliśmy się na leczeniu trądziku, ale tę platformę można rozszerzyć z kilkoma innymi wskazaniami" – powiedziała Nastassia Knödlseder, pierwsza autorka badania (DOI: 10.1038/s41587-023-02072-4).

Jak podkreśliła Knödlseder, do tej pory C. acnes uznawana była za bakterię bardzo trudną do zmodyfikowania. Niezwykle trudno było wprowadzić do jej genomu nowe DNA i wytworzyć białka z elementu wprowadzonego do jej genomu. Aby edytować genom C. acnes, zespół badawczy skupił się na poprawie dostarczania DNA do komórki, stabilności DNA wewnątrz komórki i ekspresji genów. Dzięki temu powstała syntetyczna bakteria, posiadająca zabezpieczenia umożliwiające "zastosowanie w życiu codziennym" i rozważenie jej w przyszłych środkach terapeutycznych u ludzi.

Po nałożeniu na skórę myszy – jedynego jak dotąd modelu zwierzęcego, w którym można przetestować zmodyfikowane bakterie – żyją one i produkują białko.

Jednak skóra myszy nie jest porównywalna z ludzką. Ma więcej włosów, jest luźniejsza, ma mniej lipidów i inny mechanizm pocenia.

Zdaniem autorów zmodyfikowane bakterie skórne mogłyby znaleźć zastosowanie także w przypadku innych chorób, na przykład pospolitego zwłaszcza wśród dzieci atopowego zapalenia skóry, przewlekłego stanu zapalnego który cechuje suchość skóry, zaczerwienienie i obrzęk oraz silne podrażnienie. (PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/