ЛОКАЛЬНАЯ БИОДОСТАВКА IL-10 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОБИОТИКОВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ЯЗВЕННЫХ ПОРАЖЕНИЙ КИШЕЧНИКА
Боковая панель статьи
Основное содержимое статьи
Аннотация
Представлена адаптивная платформа «sense-and-respond» на основе Escherichia coli Nissle 1917, предназначенная для локальной и контролируемой секреции human IL-10 в ответ на маркеры микровоспаления. Главная цель — предотвратить субэндоскопическое воспаление и избежать образования язв при воспалительных заболеваниях кишечника. Сенсорный модуль сочетает в себе детекцию кальпротектина (S100A8/A9), повышенных уровней ROS и изменений ионного баланса, используя логику «AND/N-of-M». Регуляторный контур обеспечивает активацию по порогу, ограниченную кинетику и отключение после нормализации маркеров. Эффекторный модуль кодирует оптимизированный по кодонам human IL-10 с HlyA-зависимой секрецией для локальной доставки в мукозальный слой. Многоуровневая биобезопасность включает хромосомную интеграцию, ауксотрофию и CRISPR-kill-switch для контролируемой персистенции и снижения риска горизонтального переноса генов. Предклиническая стратегия основывается на in vitro, органоидных и DSS-моделях с конечными показателями: клинический индекс, гистология, фекальный кальпротектин и системная панель цитокинов. Этот подход объединяет точную локальную иммунорегуляцию с высоким профилем безопасности, предлагая перспективную превентивную стратегию против язвообразования при IBD.
Информация о статье
Раздел
Библиографические ссылки
1. Steidler, L., et al., 2000. Lactococcus lactis secreting interleukin-10 prevents colitis in IL-10-deficient mice. Science, 289(5483), pp.1352–1355. https://doi.org/10.1126/science.289.5483.1352
2. Xia, Y., et al., 2022. Calprotectin-sensing Escherichia coli Nissle 1917 as a live therapeutic for intestinal inflammation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(45), e2221121120. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2221121120
3. Rottinghaus, D., et al., 2022. CRISPR-based kill switches in Escherichia coli Nissle 1917 for biocontainment. Nature Communications, 13, 6971. https://www.nature.com/articles/s41467-022-28163-5
4. Nguyen, T., et al., 2025. Targeted removal of engineered genetic material in probiotics. PubMed PMID: 40686611. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40686611
5. Hayashi, H., et al., 2024. Auxotrophy and CRISPR/Cas biocontainment in engineered probiotics. Nature Communications, 15, 45893. https://www.nature.com/articles/s41467-024-45893-w
6. Grozdanov, L., et al., 2022. Bifidobacterium bifidum expressing interleukin-10 reduces inflammatory cytokines in vitro. PMC. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33468130
7. Chen, Y., et al., 2023. Lactobacillus rhamnosus GG induces IL-10 via STING/TBK1/NF-κB in colitis models. JCI Insight, 8(12), e174910. https://www.jci.org/articles/view/174910
8. Zhang, W., et al., 2022. Engineering safety and biocontainment in live bacterial therapeutics. ACS Synthetic Biology, 11(5), pp.1452–1465. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.2c00314
9. del Carmen, S., et al., 2011. Lactococcus lactis with xylose-inducible expression of interleukin-10 reduces colitis severity. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 8, 265. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2020.00265/full
10. del Carmen, S., et al., 2015. Preclinical models of IL-10-producing probiotics in colitis. MDPI Nutrients, 7(5), pp.3895–3912. https://www.mdpi.com/2072-6643/7/5/3895
11. Gardlik, R., et al., 2012. Engineered Lactococcus lactis secreting IL-10 alleviates DSS-induced colitis in mice. Clinical and Experimental Immunology, 168(2), pp.200–208. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22390735
12. Foligné, B., et al., 2006. Immunomodulatory effects of probiotic bacteria producing IL-10. Microbial Cell Factories, 5, 19. https://doi.org/10.1186/1475-2859-5-19
13. Martín, R., et al., 2014. Engineered probiotics expressing IL-10 restore Treg/Th17 balance in colitis models. PLoS One, 9(3), e90018. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0090018
14. Isabella, V., et al., 2018. E. coli Nissle 1917 with thyA knockout and IL-10 cassette: auxotrophy and chromosomal integration. PMC. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC12865409
15. Jiang, P., et al., 2025. Smart targeting and genetic circuits in probiotics for IBD therapy: a review. PMC. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC12865409
16. Frontiers in Immunology, 2021. Probiotic modulation of pro- and anti-inflammatory cytokines including IL-10 in epithelial models. https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2021.616713/full
17. PMC, 2020. Next-generation probiotics for therapeutic protein delivery including IL-10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11687543
18. Theranostics, 2025. Probiotic bacteria as therapeutics and biohybrid drug carriers: IL-10 models. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC12442091