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I ricercatori sfruttano i probiotici per fornire il trattamento del morbo di Parkinson

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Un probiotico è stato progettato per produrre endogenamente L-DOPA dalla tirosina utilizzando i geni ricombinanti 4-idrofenilacetato 3-monoossigenasi e FAD reduttasi. La L-DOPA bioterapica viva è preattivata e somministrata per via orale. I test del nuovo approccio di somministrazione del farmaco rivelano livelli plasmatici di L-DOPA allo stato stazionario e livelli di dopamina cerebrale in modelli animali preclinici. Credito: Piyush Padhi, Università della Georgia

I ricercatori hanno progettato batteri probiotici in grado di sintetizzare il precursore della dopamina L-DOPA, un potente trattamento di base per il morbo di Parkinson. I test preclinici mostrano che il nuovo approccio terapeutico non solo è sicuro e ben tollerato, ma elimina anche gli effetti collaterali che alla fine si sviluppano quando la L-DOPA viene assunta per via orale.

“Stiamo sfruttando la capacità metabolica dei microbi benefici che vivono nell’intestino per sintetizzare una molecola che è la strategia terapeutica ‘gold standard’ per il morbo di Parkinson”, ha affermato Anumantha Kanthasamy, Ph.D., professore e Johnny Isakson Chair, Georgia Research Alliance Eminent Scholar presso l’Università della Georgia (UGA) ad Atene, in Georgia. “Questa tecnologia di bioingegneria microbica di nuova generazione è progettata in modo che i pazienti di Parkinson possano produrre la propria L-DOPA con i microbi nell’intestino”.

Piyush Padhi, uno studente di dottorato nel laboratorio di Kanthasamy, presenterà la nuova ricerca all’incontro annuale dell’American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics durante il meeting Experimental Biology (EB) 2022, che si terrà dal 2 al 5 aprile a Filadelfia.

La sostituzione della dopamina sotto forma di compresse di levodopa L-DOPA assunta 3-4 volte al giorno è stata utilizzata per il trattamento del morbo di Parkinson per oltre sei decenni. Sebbene il trattamento riduca i sintomi della malattia, dopo circa cinque anni di utilizzo iniziano a svilupparsi gravi effetti collaterali motori, denominati discinesia indotta da levodopa. Questa complicazione è legata al fatto che la consegna di L-DOPA al cervello non è continua.

Per affrontare questa sfida, il team di ricerca di Kanthasamy ha utilizzato tecniche di biologia sintetica e ingegneria genetica di recente sviluppo per generare un batterio probiotico sicuro e tollerabile in grado di sintetizzare la L-DOPA dalla tirosina prodotta dall’organismo.

“Dopo diverse iterazioni e il miglioramento della tecnologia di somministrazione di farmaci basata sul microbioma intestinale, abbiamo sviluppato un batterio probiotico sano per l’intestino in grado di produrre livelli stabili di L-DOPA in un modo che può essere altamente ottimizzato per fornire la dose richiesta per ciascun paziente”, disse Padhi.

Idealmente, il trattamento dovrebbe essere somministrato in una pillola incapsulata assunta una o due volte al giorno. La dose può essere regolata preattivando le cellule con il ramnosio, uno zucchero semplice che consente ai batteri di produrre L-DOPA, o modificando il numero di cellule batteriche fornite in una pillola.

I test del nuovo approccio di somministrazione del farmaco in modelli di roditori e canini hanno dimostrato che può raggiungere livelli coerenti di L-DOPA nel plasma sanguigno e livelli di dopamina cerebrale stabili senza alcuna fluttuazione indesiderata. I ricercatori hanno anche scoperto che la bioterapia dal vivo ha migliorato i compiti motori, cognitivi e relativi all’umore in un modello murino del morbo di Parkinson.

“Speriamo che il nostro metodo di somministrazione continua e non pulsatile a base microbica per L-DOPA limiti lo sviluppo e la progressione della discinesia indotta da levodopa”, ha affermato Kanthasamy, che dirige anche il Center of Brain Science and Neurodegenerative Disease dell’UGA. “Stiamo attualmente esplorando l’utilizzo di questo approccio per fornire trattamenti per altre condizioni come il morbo di Alzheimer e la depressione e stiamo avviando l’approvazione della FDA per i test clinici di questa nuova tecnologia terapeutica del microbioma intestinale”.


Fornito da Biologia Sperimentale

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