MS 마우스 모델에서 증상을 완화시키는 것으로 밝혀진 공학적 프로바이오틱스

이 프로바이오틱스는 자가면역 질환이 있는 사람들에게 도움이 될 가능성이 있습니다.

작성자: Lindsey Shapiro, PhD | 2023년 8월 16일

최근 연구에 따르면 장에 서식하는 살아있는 박테리아로 구성된 실험실에서 제작한 프로바이오틱스가 다발성 경화증(MS) 마우스 모델에서 질병의 징후를 완화할 수 있었던 것으로 나타났습니다.

젖산염이라는 대사물질이 자가면역을 억제하는 데 도움이 되는 면역 신호 전달 경로를 활성화할 수 있다는 사실을 발견한 후, 과학자들은 박테리아를 특별히 조작하여 이를 방출하도록 했습니다.

추가 연구를 통해 과학자들은 이러한 특수 프로바이오틱스가 다발성 경화증(MS)을 포함한 다양한 자가면역 질환을 앓고 있는 환자에게 유익할 수 있다고 믿습니다.

"공학적 프로바이오틱스는 만성 질환 치료 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다."라고 하버드의 신경학 교수이자 보스턴 브리검 여성병원의 앤 롬니 신경 질환 센터 회원이자 연구의 주요 저자인 프란시스코 퀸타나(Francisco Quintana) 박사는 한 대학에서 말했습니다. 뉴스 기사.

Quintana는 “합성 생물학을 사용하여 프로바이오틱 박테리아가 질병과 관련된 특정 화합물을 생산하도록 함으로써 프로바이오틱스의 이점을 최대한 활용할 수 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

"젖산은 수지상 세포에서 HIF-1α를 안정화시켜 CNS 자가면역을 제한합니다"라는 연구는 Nature 저널에 게재되었습니다.

다발성 경화증(MS)에서는 과도한 면역 체계가 뇌와 척수의 건강한 조직을 손상시켜 신경 퇴행을 초래합니다.

수지상 세포(DC)는 MS와 같은 질병과 관련된 자가 반응성 T 세포의 활동을 포함하여 면역 기능을 조절하여 잠재적인 치료 표적으로 삼는 데 중요합니다.

이 연구에서 하버드 과학자들은 궁극적으로 자가 공격 T 세포를 억제하는 수지상 세포의 신호 전달 경로를 확인했습니다. HIF-1-알파(HIF-1a)라는 단백질이 이 과정에 매우 중요했습니다.

더욱이, HIF-1a는 음식이 다양한 생물학적 기능을 수행하는 에너지로 전환될 때 체내에서 생성되는 대사산물인 젖산에 의해 활성화될 수 있습니다. 젖산으로 DC를 처리하면 CD와 T 세포 모두에서 염증 유발 분자의 생성이 크게 감소했습니다.

“우리가 발견한 메커니즘은 면역 체계의 브레이크와 같습니다.”라고 Quintana는 말했습니다. "우리 대부분은 활성화되어 있지만 자가면역 질환이 있는 사람의 경우 이 브레이크 시스템에 문제가 있습니다. 이는 신체가 자체 면역 시스템으로부터 스스로를 보호할 방법이 없음을 의미합니다."

다음으로, 과학자들은 이 보호 시스템을 치료적으로 활성화하는 방법을 찾았습니다.

위장관에 서식하는 박테리아, 곰팡이 및 바이러스의 집합체인 장내 미생물 군집은 면역 및 뇌 기능 모두에 중요한 영향을 미칠 수 있으므로 연구자들은 표적 프로바이오틱스가 유망한 접근 방식이 될 수 있다고 믿게 되었습니다.

가장 쉽게 구할 수 있는 프로바이오틱스는 일반적으로 신체에 유익하다고 생각되는 박테리아의 혼합물입니다. 이러한 프로바이오틱스는 항염증 효과를 나타냈지만, 연구팀은 보다 구체적인 기능을 가진 프로바이오틱스가 필요했습니다.

따라서 그들은 DC의 항자가면역 기능을 자극할 것이라는 희망으로 대장균(Escherichia coli)이라는 박테리아를 변형하여 젖산을 생성하도록 했습니다.

가공된 프로바이오틱스는 만성 질환을 치료하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

다발성 경화증(MS) 마우스 모델에서 프로바이오틱스로 치료하면 질병의 임상 징후가 완화되고 뇌와 내장의 염증성 T 세포 수가 감소했습니다.

특히, 박테리아가 주로 장에 살고 혈류에서는 발견되지 않았음에도 불구하고 뇌에서의 이러한 이점은 관찰되었습니다.

추가 실험에서는 프로바이오틱스가 장의 DC에서 보호 신호 전달 경로를 활성화하여 장과 뇌 세포 사이의 직접적인 통신에 영향을 미칠 가능성이 있음이 나타났습니다. 이러한 관계는 최근 몇 년간 밝혀졌습니다.

Quintana는 “우리는 최근 수십 년 동안 장내 미생물이 중추신경계(뇌와 척수)에 상당한 영향을 미친다는 사실을 알게 되었습니다.”라고 말했습니다. “이 연구에서 우리가 다발성 경화증에 초점을 맞춘 이유 중 하나는 뇌의 자가면역 질환 치료에 이 효과를 활용할 수 있는지 여부를 결정하는 것이었습니다. 결과는 우리가 할 수 있음을 시사합니다.”