Slovensko podjetje Jafral sodelovalo pri razvoju bakteriofagnega zdravila za tarčno odstranjevanje bakterije E. coli v črevesju

Proces razvoja zdravila je bil v začetku maja objavljen v znanstveni reviji Nature Biotechnology. V članku z naslovom Engineered phage with antibacterial CRISPR-Cas selectively reduce E. coli burden in mice (Ustvarjen fag z antibakterijskim CRISPR-Cas selektivno zmanjša obremenitev E. coli pri miših) so avtorji zapisali, da je potencialno zdravilo vznemirljiva novica za bolnike s krvnim rakom predvsem zaradi negativnih stranskih učinkov zdravljenja s kemoterapijo. Ta vrsta zdravljenja namreč oslabi bolnikov imunski sistem, zaradi česar se lahko poveča prepustnost črevesja, kar omogoči bakterijam v črevesju, da preidejo v krvni obtok. Bolnik je tako ranljiv za okužbe z bakterijami, kot je E. coli. V tovrstnih primerih je okužba z omenjeno bakterijo prepogosto smrtna, stopnja umrljivosti je namreč kar 15- do 20-odstotna.

Prevladujoče zdravljenje takšnih okužb vključuje uporabo antibiotikov, ti pa imajo lahko škodljive učinke na bolnikov notranji ekosistem mikroorganizmov (mikrobiom), ki uravnavajo procese v telesu in imajo ključno vlogo pri človekovem telesnem in čustvenem počutju. Kot je za STA povedal direktor biotehnološkega podjetja Jafral in eden od soavtorjev članka Frenk Smrekar, antibiotiki namreč zaradi svojega neselektivnega delovanja poleg škodljivih bakterij uničijo tudi dobre bakterije, ki blagodejno vplivajo na zdravje. "To zlasti pri bolnikih s krvnim rakom lahko še dodatno oslabi njihovo imunost telesa," je opozoril. Poleg tega so zaradi vse večjega pojava odpornosti bakterij proti antibiotikom takšna zdravljenja manj učinkovita.

Antibiotiki niso edino zdravilo proti bakterijskim okužbam

Odpornost bakterij proti klinično pomembnim antibiotikom predstavlja resen problem. "Po ocenah Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) je do leta 2050 mogoče pričakovati celo več smrti zaradi odpornosti proti antibiotikom kot zaradi samih rakavih in drugih obolenj," je poudaril Smrekar. Ker je učinkovitih antibiotikov čedalje manj, pa se v zadnjem času za zdravljenje bakterijskih okužb obuja zanimanje za bakteriofagna zdravila, ki predstavljajo eno najboljših alternativ antibiotikom.

Bakteriofagi so virusi, ki napadajo bakterije, se v njih razmnožujejo in jih tako uničijo. "Ideja o uporabi bakteriofagov za zdravljenje okužb je stara dobro stoletje. Vendar se je terapija z njimi po začetnem zagonu opustila zaradi odkritja antibiotikov. Kliničnih raziskav bakteriofagov je bilo malo tudi zaradi pomanjkanja ustreznih metod in tehnologij, s katerimi bi se lahko raziskovalo njihovo delovanje," je pojasnil Smrekar.

S pomočjo novih tehnologij, kot je CRISPR, pa uporaba bakteriofagov pri zdravljenju bakterijskih okužb ponovno postaja izvedljiva. Tudi omenjeno zdravilo, ki ga je pred kratkim razvila mednarodna znanstvena ekipa, temelji na bakteriofagih. Pri razvoju je velik del prispevalo podjetje Jafral, ki je eno od vodilnih na svetu, ki se ukvarja s proizvodnjo bakteriofagnega materiala po naročilu, prav tako pa ponuja samostojen razvoj proizvodnega procesa za specifičen bakteriofag.

Mednarodna skupina razvila bakteriofagno zdravilo, usmerjeno proti bakteriji E. coli v črevesju

Znanstvena ekipa, ki se je lotila razvoja zdravila, je imela svoj sedež v podjetju SNIPR Biome na Danskem, pri procesu pa sta ob slovenskem Jafralu med drugimi sodelovala še ameriško podjetje JMI Laboratories in oddelek za infekcijske bolezni fakultete Weill Cornell Medicine na univerzi Cornell v New Yorku. Raziskovalna ekipa, ki jo je vodil soustanovitelj podjetja SNIPR Biome Morten Otto Alexander Sommer, je pregledala knjižnico 162 naravno prisotnih bakteriofagov. Ugotovili so, da jih je osem obetavnih pri napadu na bakterijo E. coli. Bakteriofage so nato z genskim urejanjem s tehnologijo CRISPR spremenili, da bi izboljšali njihovo sposobnost za napad na E. coli.

Mednarodna ekipa je nato z obsežno uporabo sintezne biologije zasnovala koktajl štirih bakteriofagov, poimenovan SNIPR001, ki se je v predkliničnih študijah in vivo izkazal za sposobnega odstraniti na antibiotike odporne seve E. coli v črevesju miši, brez da bi prizadel preostali črevesni mikrobiom. Naloga slovenskega podjetja Jafral je bila pri tem za izbrane bakteriofage razviti ustrezen proizvodni proces, je pojasnil Smrekar.

Zdravilo uspešno prestalo tudi prvo fazo kliničnega testiranja

Zdravilo je pokazalo pozitivne rezultate tudi v prvi fazi kliničnega testiranja. Kot je na svoji spletni strani poročalo podjetje SNIPR Biome, so v tej fazi zdravilo preizkusili na 36 zdravih ljudeh. Zdravilo SNIPR001 je tudi pri njih znižalo raven bakterije E. coli v črevesju, pri tem pa povzročilo le blage do zmerne stranske učinke.

Ameriška uprava za hrano in zdravila (FDA) je CRISPR001 določila za tako imenovani pospešeni pregled (fast-track). Gre za postopek, hitrejši od standardnega, ki je namenjen zdravilom, primernim za zdravljenje resnih bolezni. "Ker gre za zdravilo, ki bo reševalo življenja, obstaja možnost, da bo na trgu v roku treh ali štirih let," je ob tem optimističen Smrekar. Naslednji korak razvijalcev zdravila je priprava in izvedba študije za oceno vpliva SNIPR001 na zmanjšanje stopnje okužb pri bolnikih z rakom, pri katerih obstaja veliko tveganje za prenos bakterije E. coli iz črevesja v krvni obtok.