细菌因其独特的特性,如遗传可操作性、快速增殖和对靶疾病位点的特异性,已被广泛用作疾病治疗的活体疗法。然而,各种体内损伤会降低给药细菌的活力,导致整体生物利用度低。此外,细菌表面的先天抗原和释放的毒素和代谢物可能会导致不希望的安全问题。这些局限性不可避免地导致治疗结果不足,从而阻碍了活细菌疗法的临床转化。
近日,上海交通大学刘尽尧等人开发了一个多功能平台,通过化学装饰或物理封装单独纳米包覆细菌来制备先进的活细菌疗法,这可以提高生物利用度并减少增强微生物疗法的副作用。
于此,研究人员使用界面自组装来制备脂质膜包被细菌(LCB),由于纳米涂层的保护能力,它对各种恶劣的环境条件表现出更强的抵抗力。同时,研究人员应用机械挤压来产生细胞膜包裹细菌(CMCB),由于纳米涂层的屏蔽作用,显示出改善的生物相容性。
研究人员描述了它们的详细制备程序,并展示了包被细菌的预期功能。研究人员还表明,在小鼠模型中口服和静脉注射后,LCB和CMCB分别在治疗结肠炎和肿瘤方面具有吸引力。与缺乏用于异质表达的通用分子工具的生物工程相比,表面纳米涂层技术便于引入功能成分,不受细菌菌株类型的限制。除细菌培养外,LCB的制备需要约2小时,而CMCB的制备则需要约5小时。
关键点
1)该方案通过化学装饰或物理封装为细菌添加表面纳米涂层,以提高生物利用度并减少副作用,从而增强微生物治疗。
2)与生物工程或基因改造相比,表面纳米涂层可以很容易地引入各种功能成分,并可应用于各种细菌菌株。它可以使用天然或美国食品和药物管理局批准的合成材料来实现,确保令人满意的生物相容性和安全性。
参考文献:
Cao, Z., Liu, J. Surface nanocoating of bacteria as a versatile platform to develop living therapeutics. Nat Protoc (2024).
https://doi.org/10.1038/s41596-024-01019-6