Probiotici mogu pomoći u održavanju zdravog mikrobioma creva ili obnavljanju populacije „dobrih bakterija“ nakon teškog kursa antibiotika. Ali sada se mogu koristiti i kao efikasna strategija lečenja određenih crevnih bolesti, kao što je Kronova bolest. Istraživači koji izveštavaju u ACS Central Science razvili su sistem za isporuku mikrogela za probiotike koji čuva „dobre“ bakterije bezbednim dok aktivno uklanja „loše“. Kod miševa, sistem je lečio zapaljenje creva bez neželjenih efekata.
U sistemu za varenje postoji delikatan balans populacija bakterija. Kada je ova ravnoteža poremećena, loše bakterije mogu zauzeti debelo crevo, uzrokujući njegovo oticanje, što dovodi do kolitisa. Određene bolesti, uključujući inflamatornu bolest creva i Kronovu bolest, uključuju hronični kolitis i trenutno zahtevaju imunosupresive za njihovo lečenje. Ovi lekovi su skupi i nespecifični, ponekad izazivaju bakterije otporne na antibiotike.
Alternativna strategija je isporuka korisnih bakterija, ili probiotika, kako bi se uspostavila ravnoteža. Ali da bi stigao do debelog creva, tretman mora prvo da prođe kroz želudačnu kiselinu, da izdrži izbacivanje iz creva, a zatim da se bori za prostor zajedno sa brojnim bakterijama koje napadaju. Uparivanje probiotika sa sistemom za isporuku lekova moglo bi učiniti ovu strategiju izvodljivom, iako većina savremenih pristupa jednostavno štiti probiotike od varenja bez uticaja na mikrobe odgovorne za stanje. Dakle, Zhenzhong Zhang, Junjie Liu, Jinjin Shi i kolege želeli su da kombinuju probiotike sa specijalizovanim mikrogel sferama koje ne samo da mogu da zaštite dobre bakterije, već i aktivno pomognu u uklanjanju loših.
Da bi stvorili svoj sistem, istraživači su kombinovali nanočestice koje sadrže natrijum alginat, volfram i kalcijum u male, sferične mikrogelove, a zatim ih obložile korisnim, probiotičkim bakterijama. Gelovi su štitili bakterije dok su se probijale kroz želudac i povećavale vreme njihovog zadržavanja u debelom crevu. Jednom tamo, proteini kalprotektina – koji su veoma eksprimirani tokom kolitisa – vezali su se za kalcijum i rastavili gelove, omogućavajući volframu da pobegne. Pomeranjem molibdena u ključnom enzimskom supstratu loše bakterije Enterobacteriaceae, volfram je inhibirao rast mikroba, a probiotike je ostavio netaknutim.
U eksperimentima koji su koristili mišji model kolitisa, sistem je dozvolio probioticima da se razmnožavaju u crevima bez ikakvih neželjenih efekata. Pored toga, miševi sa mikrogel sferama nisu pokazivali mnoge od obeležja kolitisa, kao što su skraćena debelo crevo ili oštećene crevne barijere, što pokazuje da bi sistem isporuke mogao biti održiva strategija lečenja. Iako istraživači takođe žele da dokažu njegovu korisnost u naprednijim pretkliničkim modelima, oni kažu da ovaj rad pruža novu perspektivu u tretmanima koji koriste kolonizujuće probiotike.
