Rekombinantni probiotiki kot bio-alternativni protimikrobni pristop proti bakteriji Clostridioides difficile

Šifra:

J4-3096

Obdobje:

01. oktober 2021 - 30. september 2024

Obseg:

0,55 FTE

Vodja:

Borut Štrukelj

Veda:

4.06 Biotehniške vede

Opis:

Okužbe z bakterijo Clostridioides difficile predstavljajo naraščajočo in resno nevarnost za zdravje, zlasti za starejše in imunsko ogrožene bolnike v bolnišničnem okolju.  C. difficile povzroča vrsto patoloških stanj, od blage samoomejene driske do resne driske, psevdomembranskega kolitisa in potencialno smrtonosnega fulminantnega kolitisa. C. difficile vsako leto v ZDA in Evropi povzroči približno 780,000 okužb in 49,000 smrtnih primerov, letni stroški zdravljenja pa znašajo 800 milijonov USD v ZDA in 3.000 milijonov v Evropi EUR. Okužba z bakterijo C. difficile je običajno povezana z uporabo antibiotikov, ki povzročajo neravnovesje v sestavi mikrobiote in pripravijo nišo za C. difficile. Glavna dejavnika virulence bakterije C. difficile sta njena dva toksina, TcdA in TcdB, ki sta odgovorna za črevesne simptome. Uporaba antibiotikov za zdravljenje okužbe s  C. difficile je manj učinkovita zaradi sposobnosti tvorbe spor in pogosto vodi do ponovitve bolezni. Zato se raziskujejo in klinično uporabljajo alternativni načini zdravljenja, kot je transplantacija fekalne mikrobiote, katere cilj je normalizacija   sestave mikrobiote, s katero pa so povezana tudi tveganja zaradi težav s standardizacijo. Zato obstaja jasna potreba po novem protimikrobnem pristopu proti bakteriji  C. difficile, ki ne vpliva na mikrobioto, temveč jo izkorišča v svojo korist. V predlaganem projektu želimo razviti novo preventivno ali podporno zdravljenje okužb z bakterijo  C. difficile na osnovi rekombinantnih probiotikov. Novost tega pristopa je kombinacija aktivnega področja mikrobne terapije okužb s  C. difficile z novimi orodji, ki so na voljo v arzenalu sintezne biologije in genskega inženiringa. Gensko inženirstvo probiotikov združuje prednosti intrinzične probiotične aktivnosti in vgrajene anti-C. difficile aktivnosti. Za dosego tega cilja predlagamo razvoj, karakterizacijo in testiranje učinkovitosti rekombinantne baterije  Lactococcus lactis, ki bo izločala specifične ligande proti toksinoma TcdA in TcdB iz  C. difficile (kar bo povzročilo njuno nevtralizacijo) in endolizinu faga C. difficile (kar bo povzročilo lizo celic C. difficile).

Faze:

Projektne aktivnosti so razdeljene na štiri naloge. Prva naloga se bo osredotočila na razvoj vezalcev toksinov TcdA in TcdB z rešetanjem fagnih ScFV predstavitvenih  knjižnic s preverjanjem nevtralizirajočih TcdA- in TcdB DARPinov in afimerov. Druga naloga bo osredotočena na identifikacijo, izbiro in izražanje fagnih endolizinov iz bakterije  C. difficile. V okviru tretje naloge bo pripravljen nabor multifunkcionalnih rekombinantnih različic bakterije  L. lactis s sposobnostjo vezave toksinov in izločanja endolizinov. V okviru četrte naloge bomo ocenili funkcionalnost toksinskih vezalcev, endolizinov in različic  L. lactis na različnih serotipih bakterije C. difficile.    

Bibliografske reference, ki izhajajo neposredno iz izvajanja projekta:

https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/18748

Financira:

Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost.