研究表明,基因改造蠕虫可能在人体内输送治疗肠易激综合征(IBS)或糖尿病的关键药物。
尽管体内有蠕虫的想法可能会吓到一些人,但科学家一直在研究钩虫(一种寄生虫)如何执行救命任务。
[科学家使用基因改造钩虫测试其能否输送必要药物 Credit: Alamy]
[研究人员认为,他们在论文中使用的这种方法也可用于治疗肠易激综合征或糖尿病 Credit: Getty]
在一项开创性研究中,科学家对钩虫美洲板口线虫(Ancylostoma ceylanicum)进行基因改造,使其产生抗体以部分中和毒素。
该方法已在仓鼠身上进行测试,但长期目标是将此技术用于人类,并进一步改造钩虫以在人体内产生和释放一系列药物。
科学家假设,钩虫不仅能帮助对抗毒素,还能为2型糖尿病或炎症性肠病(IBS)等慢性疾病提供长期治疗。
钩虫幼虫通过皮肤进入人体,迁移到小肠并在那里发育成熟,通常可以在不明显影响宿主的情况下存活多年。
成年寄生虫产下的任何卵都必须在宿主的粪便中孵化。
那么,他们的研究究竟发现了什么?
在发表于《自然通讯》(Nature Communications)的一份报告中,研究作者解释说,他们使用基因编辑技术插入了编码抗体的基因,这种抗体已知可以对抗致命的河豚毒素。
这在寄生虫的卵阶段就被插入到钩虫的基因组中。
接下来,研究团队用80至100条感染的钩虫幼虫感染仓鼠,当这些幼虫成熟后,含有新插入基因的成虫能够产生针对毒素的抗体。
这种抗体被释放到仓鼠的血液中。
研究人员发现,当从感染的仓鼠中抽取血样时,在实验室实验中河豚毒素被部分中和。
这表明蠕虫产生的化合物在仓鼠体内具有活性。
钩虫是人类最古老的寄生虫之一,全球感染人数超过4亿,主要集中在热带地区。
它们像体内的水蛭一样,附着在肠道内壁上吸食血液。
这些寄生虫同时释放各种抗炎和免疫抑制化合物,以防止身体将钩虫排出。
本研究中使用的特定类型钩虫可以感染人类、狗和猫,尽管健康的宿主通常不会出现任何症状。
每条蠕虫长约1厘米,每天消耗不到两滴血液。
理论上,研究人员认为同样的方法可以用于分泌其他抗体或肽类药物(一些短小的蛋白质片段),以直接治疗胃肠道疾病。
研究合著者、詹姆斯库克大学热带健康与医学研究所所长亚历克斯·卢卡斯(Alex Loukas)表示,他们正在"考虑积极引入能中和炎症激素或细胞因子的抗体"来治疗肠易激综合征等疾病。
他补充道:"你还可以考虑一种蠕虫,它能分泌极少量的食物过敏原,以使宿主对儿童食物过敏脱敏。"
研究人员表示,这些钩虫产生的化合物在治疗2型糖尿病以及乳糜泻等代谢紊乱方面已经显示出一些潜力。
然而,迄今为止的研究仅限于钩虫自然产生的分子。
谈到他们的思考过程,研究合著者、密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院教授马切东卡·米特雷瓦(Makedonka Mitreva)说:"我们问:如果我们能在蠕虫已经分泌的大约1000种物质中再添加一种分子,一种对人类有治疗作用的分子,会怎样?"
"这项研究表明,这不仅仅是一个概念。它是可行的。"
研究人员还发现,标准的驱虫治疗可以在24小时内清除感染。
因此,任何基于钩虫的治疗都可以轻易地从人体系统中清除。
展望未来,研究团队希望延长蠕虫释放的治疗分子的持久性,因为它们一次只能产生这么多。
卢卡斯先生说:"这很令人兴奋,它确实开辟了一种全新的递送和生产治疗分子的方式。"
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