Tim istraživača iz Brigham and Women’s Hospital kreirao je formulacije koje omogućavaju mikrobnoj terapiji, uključujući one koji se koriste za lečenje gastrointestinalnih bolesti i poboljšanje proizvodnje useva, da održe svoju moć i funkciju tokom vremena uprkos ekstremnim temperaturama, teškim proizvodnim procesima i izloženosti radijaciji.
Ekstremofili, mikrobi koji žive u teškim okruženjima kao što su vrući izvori Jeloustona ili daleko ispod leda Antarktika, pružaju fascinantan uvid u istoriju i potencijal života na Zemlji i svemiru izvan nje.
Ljudi su koristili mikrobe da pomognu u proizvodnji hrane i lekova hiljadama godina, ali moderne primene se suočavaju sa ogromnim izazovima u obezbeđivanju da mikrobni proizvodi, kao što su probiotici, ostanu održivi kroz proizvodnju, transport i skladištenje.
Tim istraživača iz Brigama i ženske bolnice, jednog od osnivača Mass General Brigham sistema zdravstvene zaštite, i MIT-a počeo je da istražuje kako da pošalje materijale poput probiotika u svemir i da bolje leči različite gastrointestinalne (GI) i metaboličke bolesti.
Da bi to uradili, razvili su sintetičke ekstremofile mešanjem mikroba sa različitim materijalima kako bi bili stabilni na polici bez hlađenja i sposobni da izdrže uslove kao što su ekstremne temperature, proizvodni procesi, pa čak i zračenje na koje se susreću tokom svemirskog leta. Njihovi rezultati su objavljeni u časopisu Prirodni materijali.
„Ova sposobnost stabilizacije potencijalnih terapeutika ili drugih intervencija mogla bi biti transformativna u različitim okruženjima, uključujući zdravstvenu zaštitu, poljoprivredu i istraživanje svemira“, rekao je odgovarajući autor Giovanni Traverso, MD, Ph.D., MBBCH, gastroenterolog u Brighamovom odeljenju. Gastroenterologija, hepatologija i endoskopija i Odeljenje za mašinstvo MIT-a.
„Otkrili smo da se to može uraditi bez potrebe za procesima lanca snabdevanja kontrolisanim temperaturom, što može biti veoma skupo i ograničavajuće.
Fokus Traversove laboratorije bio je da lekovi budu stabilniji i da se poboljša njihova sposobnost apsorpcije kroz GI trakt. Nedavno je tim počeo da istražuje kako da stabilizuje probiotike testiranjem niza proizvoda bez recepta da bi video da li postoji neslaganje između onoga što je navedeno na pakovanju i održivog materijala koji su sadržali.
Otkrili su da mnogi proizvodi sadrže mnogo niži nivo aktivnih ćelija nego što je navedeno na etiketi. Ovi nalazi, zajedno sa rastućom potrebom da se materijali poput probiotika šalju u svemir i da se bolje leče različite GI i metaboličke bolesti, inspirisali su tim da pokuša da razvije sintetičke ekstremofile.
Za ovu studiju, tim je testirao više od 2.000 kombinacija mikroba materijala i pronašao jedinstvene stabilizatore za tri vrste bakterija i jedan kvasac, organizme koji se aktivno koriste za lečenje bolesti i poboljšanje proizvodnje useva. Četiri mikroba su pomešana i usklađena sa opsežnim panelom sastojaka sa liste Uprave za hranu i lekove koja se „uglavnom smatra bezbednim“.
Ova rešenja su zatim prošla kroz proizvodne procese kao što su zamrzavanje, sušenje, mlevenje i vlažna granulacija da bi se videlo koji sastojci su pomogli da se stabilizuju i maksimiziraju njihovu održivost.
Tim je takođe testirao materijale koji održavaju postojanost i održivost na sobnoj temperaturi tokom dužeg vremenskog perioda, kao i nakon izlaganja visokim temperaturama, visokom pritisku, rastvaračima i jonizujućem zračenju.
Otkrili su da ovi mikroorganizmi ne samo da mogu da prežive ekstremne uslove, već su i održavali svoju moć i funkciju tokom dužeg vremenskog perioda bez hlađenja. Značajni primeri uključivali su jednu vrstu bakterija koja je ostala funkcionalna u lečenju putničke dijareje i drugu koja se obično koristila za fiksiranje azota u tlu koja je takođe ostala održiva.
Tim će nastaviti da razvija ove sisteme i trenutno radi sa Fondacijom Bila i Melinde Gejts na istraživanju njihove potencijalne upotrebe u zdravlju žena i neonatalnoj nezi. „Ovaj pristup ima potencijal da utiče i informiše našu sposobnost da primenimo veoma korisne mikrobe u nizu oblasti“, rekao je Traverso.
