Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій - Джессіка Снайдер Сакс
1999 року бельгійський молекулярний біолог Лотар Стейдлер запропонував нове рішення. Він узяв людський ген виробництва інтерлейкіну-10 і ввів його в хромосому L. lactis, бактерії живої культури, що зберігається в травному тракті людини від дванадцяти до двадцяти чотирьох годин, перш ніж бути виведеною з випорожнень. Це достатньо довго, щоб прийом харчової добавки двічі на день доправляв заспокійливий цитокін до кишкових тканин без ризику пригнічення імунітету по всьому організму.
Того ж року Стейдлер також досяг успіху в застосуванні свого трансгена для лікування мишей від еквівалента хвороби Крона. Але на той час він був лише одним із багатьох молодих учених, які вигадували лабораторні штами трансгенних бактерій у надії, що одного дня ці мікроби зможуть доправляти лікарські засоби або антигени вакцин до організму людей. Міркування безпеки вимагали, щоб усі ці дослідники тримали своїх генномодифікованих «франкенмікробів» в умовах жорсткої біологічної ізоляції, як і заселених ними лабораторних тварин. Подібно до Управління з контролю за якістю харчових продуктів та медикаментів, європейські органи охорони здоров’я лише почали розбиратися з потенційними наслідками використання генетично модифікованих організмів у людей. Бактерія, що виробляла потужний імунодепресант на кшталт інтерлейкіну-10, становила особливу небезпеку. Навіть якщо сам трансген виявлявся нешкідливим, катастрофу могло спричинити перенесення його нового гена хвороботворним мікробам, що дало б їм силу вимикати будь-яку протизапальну імунну відповідь.
Однак Стейдлер знову виявився розумнішим за більшість дослідників. Наділивши свій пробіотик L. lactis здатністю виробляти інтерлейкін-10, він ввів людський ген у самісінький центр наявного гена, необхідного бактерії для вироблення поживної речовини тимідину. Тому в результаті Стейдлер, як і Гіллман, отримав дизайнерський мікроб, нездатний довго прожити без спеціального підгодовування. На боці Стейдлера було також те, що L. lactis не входив до нормальної мікрофлори тіла. Споживаний у складі молочних продуктів, звичайний L. lactis зникає з кишкового тракту людини впродовж одного-двох днів. Нарешті, генна інженерія Стейдлера гарантувала, що, навіть якщо трансгенний L. lactis поділиться своїм геном інтерлейкіну-10 з іншими мікробами, одержувачі зможуть вставити нову ДНК виключно серед їхніх генів виробництва тимідину. А це означає, що вони теж стануть неповноцінними в плані харчування.
Одним із тих, кого найбільше вразив генетичний фокус Стейдлера, був Пеппеленбош. Ці двоє молодих бельгійців працювали за одним лабораторним столом, закінчуючи свої окремі дослідницькі проекти під час практики після докторантури у Фламандському інституті біотехнологій у Ґенті. Згодом Стейдлер переїхав до Ірландії, де став професором Університетського коледжу Корка. Пеппеленбош опинився в Нідерландах, де очолив власну лабораторію в Університетському медичному центрі Гронінгена. «Коли я дізнався, що Лотар не просунувся зі своїми клінічними випробуваннями в Ірландії, то запропонував йому спробувати попрацювати в цьому напрямі з голландськими регуляторними органами», – каже Пеппеленбош.
«На щастя, Лотар дуже добре спроектував цю бактерію, – додає він. – Отримання регуляторного дозволу було процесом тривалим, але ми не почули жодної офіційної скарги». Менш ніж через вісім місяців після звернення до голландських органів охорони здоров’я Пеппеленбош отримав дозвіл на проведення випробувань безпеки на десятьох пацієнтах із хворобою Крона, жоден із яких не реагував на традиційні засоби лікування на кшталт стероїдів. «То були пацієнти, для яких залишався один варіант – видалення кишки», – каже він. Фінансування цього історичного дослідження Пеппеленбоша частково надійшло зі Сполучених Штатів, а частково як приватний дослідницький грант від мільярдера-бізнесмена Ілая Броуда, син якого давно страждав на цю хворобу.
І ось упродовж двох з половиною років лікарі з амстердамського Академічного медичного центру циклами пропустили цих десятьох пацієнтів через свій однокімнатний, біологічно захищений ізолятор. За словами Пеппеленбоша, як і 43-річний фермер, котрий започаткував це дослідження, більшість пацієнтів повідомляли про різке зменшення симптомів. «Однак метою було показати не ефективність препарату, а лише безпеку, – швидко додає він. – Ми навіть не використовували плацебо для порівняння». Дослідники вирішили, що буде нечесно просити відчайдушно хворих добровольців ризикувати, отримуючи ще й фіктивне лікування на додачу до тяжкості життя в ізоляції впродовж дванадцяти днів.
Проте як перевірка на безпеку це дослідження виявилося цілком успішним. Трансгенний L. lactis не викликав жодних негативних наслідків і повністю зник із випорожнень добровольців упродовж доби після того, як вони проковтнули останню капсулу свого тижневого курсу. Як і очікувалося, протягом кількох тижнів після повернення добровольців додому їхні симптоми повернулися, спонукавши кількох просити продовження цього нетрадиційного лікування. «Ми, звісно, не могли цього зробити, – пояснює Пеппеленбош. – Регуляторні органи мають рацію: ми повинні бути обережними». І все ж він сповнений надій, що цим десятьом пацієнтам, як і п’ятдесятьом іншим, буде дозволено взяти участь у запланованому подальшому дослідженні. «Тепер, коли випробування безпеки показало, що біологічна ізоляція працює, – каже він, – ми очікуємо, що урядові регулятори дозволять нам провести наступне дослідження на базі амбулаторних хворих».
Тим часом Стейдлер та Пеппеленбош працюють над іще більш цільовим застосуванням трансгенних пробіотиків. Їхня ідея полягає в тому, щоб надати різноманітним типам бактерій, які виробляють лікарські засоби, додаткові гени виробництва антитіл, що спричинять прикріплення генномодифікованих мікробів до конкретних тканин тіла. Наприклад, пробіотик для боротьби з раком можна наділити геном виробництва антитіл, які дозволять йому приліпитися до поверхні клітин новоутворень.
Водночас у лабораторіях усього світу вчені тестують десятки інших трансгенних пробіотиків на тваринах. Є серед них і декілька різних видів вагінальних бактерій, що виділяють речовини, смертельні для ВІЛ. Наприклад, канадець Ґреґор Рейд створив команду дослідників зі Сполучених Штатів та Австралії з метою вдосконалити свій вагінальний пробіотик Lactobacillus reuteri людськими та рекомбінантними генами для виробництва коктейлю з трьох білків, що блокують здатність вірусу СНІДу прив’язуватись до імунних клітин, які той зазвичай руйнує, зливатися з ними та проникати всередину. Однак ближче до клінічних випробувань сьогодні підійшла лактобацила для боротьби з ВІЛ, що розробляється біотерапевтичною компанією Osel у Санта-Кларі, штат Каліфорнія. Ідея, що стоїть за її створенням, виникла в середині 1990-х років у хвилину перепочинку в лабораторії лікаря-науковця Стенфордського університету Пітера Лі. Він згадує, як усі сиділи й мріяли про способи унеможливити проникнення вірусів у людський організм. «І тоді я, – каже він, – запропонував спробувати залучити до цього бактерії, що живуть на наших слизових оболонках». Адже віруси майже завжди потрапляють в організм через ці вологі, напівпористі кордони.
Майже рік Лі студіював наукову літературу та розпитував колег, намагаючись знайти схожі дослідження. На його подив, каже він, не знайшлося жодного. «Але чим більше я про це думав, тим більше розумів, що до чого. Якщо наші резидентні бактерії вже й так формують захисний бар’єр, то чому б не модифікувати їх для ще більш ефективної боротьби з вірусами?»
Що Лі таки зумів знайти, то це
