生物工程益生菌可预防李斯特菌感染

生物工程益生菌可预防李斯特菌感染
生物工程乳酸菌(红色)与表面热休克蛋白60(白色、黄色箭头)相互作用,阻止单核增生李斯特菌(绿色、白色箭头)进入血液。资料来源:Rishi Drolia和Arun bunia

对于孕妇、老年人和免疫系统较弱的人来说,李斯特菌病是一种严重的食源性疾病,通常与熟肉、新鲜农产品和乳制品有关。即使使用抗生素治疗,李斯特菌病对约20%的患者来说也是致命的,每年导致数千人死亡。

普渡大学的食品科学教授Arun bunia和博士后研究员Rishi Drolia开发了一种可以预防高危人群感染的益生菌。一种生物工程版本的乳酸菌,一种常见的细菌,可以阻断单核增生李斯特菌穿过肠壁的途径他的团队在杂志上报告说,进入血液自然通讯

“我们开发的乳酸菌在肠道中寻找与单核增生李斯特菌相同的蛋白质。当它附着时,就会阻碍李斯特菌的生长。”“这可能包括在益生菌酸奶、胶囊或口香糖中,作为一种预防措施,用于治疗感染高风险人群。”

在之前的一项研究中,Bhunia和Drolia的工作显示了李斯特菌是如何穿过上皮屏障的,这是肠道中的一层细胞墙,通常保护血液免受有害病原体的侵害。李斯特菌中有一种蛋白质,叫做李斯特菌粘附蛋白(LAP),它与在这些上皮细胞中迫使细胞分开。这让李斯特菌进入血液。

Bhunia的团队现在已经从李斯特菌的非致病性菌株中分离出李斯特菌黏附蛋白,并将其添加到乳酸杆菌中制造出一种益生菌。当引入人类肠道细胞和小鼠时,益生乳杆菌稳定地在肠道定植,并附着在热休克蛋白上的上皮细胞上。当致病性李斯特菌被引入时,它不能附着在这些肠道细胞上并入侵血液。

“这是一种具有黏附性的益生菌菌株工程的新方法从一种非致病性细菌中排除一种病原体,显著地加强了这种生物工程益生菌的预防性使用,而不会引起严重的健康或监管问题,因此,它们可能成为预防李斯特菌病的药物,”作者写道。“因此,这项研究提供了第一个和直接的证据,表明益生菌菌株的合理工程使它们能够通过竞争受体结合粘附位点来战胜病原体并减少其定植。”

益生乳杆菌还可能引发其他肠道疾病,如乳糜泻或炎症性肠病。

“我们已经看到证据表明,李斯特菌附着的相同蛋白质在其他疾病中也过度活跃,”Drolia说。“益生菌具有抗炎作用,并能在肠道内停留一周或更长时间。我们很想知道这将如何改善各种肠道相关疾病患者的生活。”

Bhunia已经为生物工程乳酸菌申请了专利并设想获得这项技术的许可。

bunia说:“我们也有兴趣用这个模型来研究其他致病菌,如大肠杆菌或沙门氏菌。”“如果我们能正确地设计细菌,我们可能能够利用这项技术来预防更大范围的食源性疾病。”


进一步探索

研究人员发现了李斯特菌感染人类的另一种途径

更多信息:Rishi Drolia等人。靶向受体的工程益生菌可减轻致死性李斯特菌感染,自然通讯(2020)。DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 20200 - 5
期刊信息: 自然通讯

所提供的普渡大学
引用生物工程益生菌可以预防李斯特菌感染(2020年,12月16日
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