生物工学：マウスとサルにおける血糖調節のためのグルコース応答性プロバイオティクス

人工的に設計したデザイナー細胞を用いて、血糖降下薬を持続的かつ制御下で送達することは、糖尿病治療の有効な戦略と認識されている。しかし、現在の技術は、外部シグナルによる制御に依存しているか、合成遺伝子ネットワークを用いて哺乳類細胞にプログラム化されたものであり、このため移植に伴う安全上の懸念がある。本研究で我々は、「感知・応答」に基づく糖尿病の血糖制御のための、グルコースを感知して機能的に応答する、経口送達可能な改変プロバイオティクス生菌製剤を開発した。我々が作製したグルコースセンサーは、グルコース応答性の転写調節因子HexRを組み込み、合成プロモーターと組み合わせた合成遺伝子回路に基づいている。このセンサーを搭載する遺伝子改変プロバイオティクスを経口投与すると、その細胞は腸内に一時的にとどまり、グルコースレベルが正常な閾値を超えたことに応答して治療用導入遺伝子の発現を調節する。我々は、複数の糖尿病マウスモデルと非ヒト霊長類モデルにおいて、この改変プロバイオティクスが血糖制御に対して有効であることを示し、長期的な経口投与が、脂質プロファイルを明確に改善すると同時に、複数の糖尿病合併症の発症を抑制することを実証する。我々のプロバイオティクス生菌製剤は、リアルタイムでの血糖レベルに応じた治療用量の投与を可能にし、移植を必要としない代謝治療のための、プログラム可能かつ経口送達の可能な感知・応答プラットフォームとなる。

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