Cerca de 1,6 milha£o de pessoas nos EUA  tem uma doença inflamata³ria intestinal incura¡vel (DII), como Crohn ou colite ulcerativa, e 70.000 novos casos são diagnosticados a cada ano.

Os pacientes com DII sofrem de dor, extremo desconforto e inúmeros outros sintomas causados ​​por lesões inflamata³rias recidivantes e remitentes continuamente na camada de células que reveste o laºmen intestinal (mucosa). As causas exatas da DII ainda são pouco conhecidas, mas éclaro que um sistema imunológico mal direcionado estãoem funcionamento e que certos componentes da comunidade microbiana em nosso intestino, conhecidos como microbioma intestinal, e fatores ambientais contribuem para suas forças destrutivas.

Embora os medicamentos anti-inflamata³rios possam reduzir a inflamação aguda e os antibia³ticos possam combater infecções locais quando surgem episãodios de DII, seu uso também tem um custo. Drogas anti-inflamata³rias podem ter efeitos colaterais graves e antibia³ticos podem prejudicar as partes benanãficas do microbioma. a‰ importante ressaltar que não existem tratamentos disponí­veis para feridas que possam ser aplicadas diretamente nas lesões inflamadas do interior do laºmen intestinal, a fim de acelerar a cicatrização e minimizar o uso desses medicamentos.

Agora, uma equipe de pesquisa do Instituto Wyss de Engenharia Biologicamente Inspirada de Harvard, liderada por Neel Joshi , desenvolveu uma abordagem de material vivo que usa uma cepa de bactanãrias intestinais E.coli Nissle geneticamente modificadas como um probia³tico de ação local. As bactanãrias manipuladas produzem uma rede de nanofibras que se ligam diretamente ao muco para preencher áreas inflamadas como um adesivo, protegendo-as dos micróbios intestinais e de fatores ambientais. Esta estratanãgia terapaªutica baseada em probia³ticos protegeu camundongos contra os efeitos da colite induzida por um agente qua­mico e promoveu a cicatrização da mucosa. Suas descobertas são relatadas na Nature Communications .

“Com essa abordagem da 'terapaªutica viva', criamos biomateriais multivalentes que são secretados por bactanãrias engenheiras residentes no local e se ligam a muitas protea­nas de muco ao mesmo tempo - aderindo firmemente a  camada de muco viscosa e de outro modo em movimento, o que éalgo desafiador para faz - disse Joshi. "A abordagem Probia³tico Associada a Terapia Curli Ha­brida (PATCH), como a denominamos, cria um revestimento mucoadesivo biocompata­vel que funciona como um band-aid esta¡vel e auto-regenerador e fornece pistas biológicas para a cicatrização da mucosa".

Atualmente, Joshi émembro do corpo docente do Instituto Wyss e professor associado da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) de Harvard, e seránomeado em breve como professor da Northeastern University, em Boston.

Em trabalho anterior , o grupo de Joshi demonstrou que os hidroganãis bacterianos auto-regenerantes firmemente aderidos a ssuperfÍcies mucosas ex vivo e, quando administrados oralmente aos ratos, resistiram ao pH severo e a s condições digestivas do esta´mago e intestino delgado, sem afetar a saúde dos animais. Para fabrica¡-los, sua equipe programou uma cepa de E. coli de laboratório para sintetizar e secretar uma protea­na CsgA modificada, que como parte da E. coliO sistema “curli” se agrupa em nanofibras longas nasuperfÍcie externa da bactanãria. “Para possibilitar a adesão do muco, fundimos o CsgA ao doma­nio de ligação do muco de diferentes fatores do trifa³lio humano (TFFs), protea­nas que ocorrem naturalmente na mucosa intestinal e se ligam a s mucinas, as principais protea­nas mucosas presentes ali. As protea­nas de fusão secretadas formam uma malha de armazenamento de águacom propriedades ajusta¡veis ​​de hidrogel ”, disse a co-autora Anna Duraj-Thatte , uma pa³s-doutorada que trabalha com Joshi. "Essa acabou sendo uma estratanãgia simples e robusta para produzir materiais mucoadesivos auto-renova¡veis ​​com longos tempos de permanaªncia no trato intestinal do rato".

Em seu novo estudo, a equipe desenvolveu ainda mais essas descobertas, introduzindo o mecanismo para produzir um dos hidroganãis mucoadesivos baseados em TFF3 em uma cepa de E. coli Nissle que éuma bactanãria intestinal normal que pode prosperar nas seções de ca³lon e ceco da intestino afetado pela DII, e atualmente évendido em muitas formulações comerciais de probia³ticos. "Descobrimos que as bactanãrias Nissle recanãm-projetadas, quando administradas por via oral, também povoavam e residiam no trato intestinal, e que suas fibras curli se integravam a  camada de muco intestinal", disse o primeiro autor Pichet Praveschotinunt , estudante de graduação orientado por Joshi. .

“Quando induzimos colite nos dois pontos de camundongos, administrando por via oral o sulfato de sãodio qua­mico de dextrano, os animais que receberam a cepa E. coli Nissle geradora de PATCH por administração retal dia¡ria, iniciada três dias antes do tratamento qua­mico, tiveram uma cicatrização significativamente mais rápida e reduziram a inflamação. respostas, o que fez com que perdessem muito menos peso e se recuperassem mais rapidamente em comparação aos animais de controle ”, disse Praveschotinunt. "A mucosa epitelial do ca³lon exibia uma morfologia mais normal e um número mais baixo de células imunes infiltradas".

Joshi e sua equipe pensam que sua abordagem poderia ser desenvolvida como uma terapia complementar a s terapias anti-inflamata³ria, imunossupressora e antibia³tica existentes para ajudar a minimizar a exposição dos pacientes aos medicamentos e potencialmente fornecer proteção contra recaa­das de DII.

Autores adicionais do estudo são os pesquisadores do Instituto Wyss, Ilia Gelfat, Franziska Bahl e David B. Chou.