Kluczowe wnioski:

  • Naukowcy zmodyfikowali nieszkodliwy szczep bakterii Escherichia coli Nissle 1917 tak, aby produkował i kontrolowanie uwalniał likopen.
  • Dzięki połączeniu naturalnej i sztucznej ścieżki metabolicznej uzyskano 11-krotny wzrost wydajności – do 15,24 mg likopenu na litr.
  • Indukcja arabinową pozwala precyzyjnie sterować ilością uwalnianego związku – zakres działania wynosi aż 800-krotnie.
  • Praca stanowi podstawę do tworzenia „żyjących” systemów dostarczania substancji czynnych w jelitach.

Chiński zespół badawczy opracował sposób, w którym nieszkodliwy szczep bakterii jelitowych może stać się „żyjącym” systemem dostarczającym likopen – silny przeciwutleniacz obecny m.in. w pomidorach. Dzięki modyfikacjom genetycznym probiotyk nie tylko kolonizuje jelita, ale także uwalnia związek w ściśle określonej dawce i czasie.

Dlaczego właśnie Escherichia coli Nissle 1917?

Szczep ten, znany pod skrótem EcN, od ponad stu lat stosowany jest jako probiotyk. Charakteryzuje się dobrą kolonizacją jelit, brakiem właściwości chorobotwórczych oraz zdolnością do docierania do tkanek nowotworowych. Te cechy sprawiają, że naukowcy widzą w nim obiecujący nośnik substancji aktywnych.

Jak zwiększono produkcję likopenu?

Badacze wprowadzili do genomu bakterii zestaw genów odpowiedzialnych za syntezę likopenu, umieszczając je pod kontrolą promotora indukowanego arabiną. Następnie wzmocnili naturalną drogę metaboliczną MEP, a później dodali sztuczną drogę MVA. Efektem było podniesienie wydajności z 1,38 mg·L⁻¹ do 15,24 mg·L⁻¹ – wzrost ponad jedenastokrotny.

Kolejne etapy modyfikacji

  • Integracja genów biosyntezy likopenu – szczep wyjściowy EcN-C1.
  • Nadprodukcja enzymów szlaku MEP (idi, dxs, ispA) – 4,28-krotny wzrost.
  • Wprowadzenie heterologicznej drogi MVA – dalszy 2,58-krotny wzrost.

Precyzyjna kontrola uwalniania

Zmieniając stężenie arabinazy oraz czas indukcji, naukowcy uzyskali cztery warianty bakterii (EcN-C1 do EcN-C4). Pozwalają one na uzyskanie stężeń likopenu w zakresie od 0,02 do 15,24 mg·L⁻¹ – czyli aż 800-krotnego zakresu dynamicznego. Dzięki temu dawkę związku można dopasować do potrzeb terapeutycznych.

Sprawdź również:  Kawa w Domowej Pielęgnacji: Przepisy na Naturalne Peelingi dla Zdrowej Skóry

Perspektywy kliniczne

Opracowana platforma może posłużyć do dostarczania nie tylko likopenu, lecz także innych substancji aktywnych bezpośrednio w jelicie. Wymaga to dalszych badań nad bezpieczeństwem, stabilnością i regulacjami prawnymi, jednak wyniki otwierają nowy rozdział w projektowaniu „inteligentnych” probiotyków.

Źródło: Oryginalny artykuł