Джессика Сакс - Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій

Сорокатрирічний голландський фермер уже був пакував сумку, щоб залишити лікарню, коли його перехопили медсестри. «Після трьох днів він почувався настільки краще, що збирався додому, – згадує Майкел Пеппеленбош, бельгійський молекулярний біолог, який працює в Університетському медичному центрі Гронінгена в Нідерландах. – Довелося пояснити йому, що він поки не може просто піти, хоч як чудово почувається». Адже трьома днями раніше, весняного ранку 2003 року, цей фермер середнього віку проковтнув свою першу з двох щоденних порцій із десяти дрібних капсул, кожна з яких містила приблизно 10 мільярдів клітин використовуваної у виробництві сиру бактерії Lactococcus lactis . Цим непримітним актом голландець вписав своє ім’я в підручники історії, ставши першою людиною у світі, організм якої був умисно заселений трансгенними бактеріями. Живі мікроби, яких він проковтнув, несли в собі та активно проявляли людський ген імунозаспокійливого цитокіну інтерлейкін-10.

Дослідники давно знали, що в лабораторних тварин, нездатних виробляти інтерлейкін-10, розвиваються тяжкі форми запальних кишкових розладів, аналогічні хворобі Крона, що знесилювала цього голландського фермера вже понад двадцять років. Подібно до пацієнта з хворобою Крона, імунна система миші з дефіцитом інтерлейкіну-10 втрачає толерантність до нормальної мікрофлори травного тракту. Результатом цього стають нестерпні, а іноді й небезпечні для життя запалення та кишкові виразки. Але спроби вводити інтерлейкін-10 як лікарський препарат наражаються на багато проблем. Складно ввести достатньо імунозаспокійливої речовини в кишечник, де вона необхідна, однак ще складніше не дати їй потрапити в інші частини тіла, де її надлишок може викликати небезпечне пригнічення імунітету.

1999 року бельгійський молекулярний біолог Лотар Стейдлер запропонував нове рішення. Він узяв людський ген виробництва інтерлейкіну-10 і ввів його в хромосому L. lactis , бактерії живої культури, що зберігається в травному тракті людини від дванадцяти до двадцяти чотирьох годин, перш ніж бути виведеною з випорожнень. Це достатньо довго, щоб прийом харчової добавки двічі на день доправляв заспокійливий цитокін до кишкових тканин без ризику пригнічення імунітету по всьому організму.

Того ж року Стейдлер також досяг успіху в застосуванні свого трансгена для лікування мишей від еквівалента хвороби Крона. Але на той час він був лише одним із багатьох молодих учених, які вигадували лабораторні штами трансгенних бактерій у надії, що одного дня ці мікроби зможуть доправляти лікарські засоби або антигени вакцин до організму людей. Міркування безпеки вимагали, щоб усі ці дослідники тримали своїх генномодифікованих «франкенмікробів» в умовах жорсткої біологічної ізоляції, як і заселених ними лабораторних тварин. Подібно до Управління з контролю за якістю харчових продуктів та медикаментів, європейські органи охорони здоров’я лише почали розбиратися з потенційними наслідками використання генетично модифікованих організмів у людей. Бактерія, що виробляла потужний імунодепресант на кшталт інтерлейкіну-10, становила особливу небезпеку. Навіть якщо сам трансген виявлявся нешкідливим, катастрофу могло спричинити перенесення його нового гена хвороботворним мікробам, що дало б їм силу вимикати будь-яку протизапальну імунну відповідь.

Однак Стейдлер знову виявився розумнішим за більшість дослідників. Наділивши свій пробіотик L. lactis здатністю виробляти інтерлейкін-10, він ввів людський ген у самісінький центр наявного гена, необхідного бактерії для вироблення поживної речовини тимідину. Тому в результаті Стейдлер, як і Гіллман, отримав дизайнерський мікроб, нездатний довго прожити без спеціального підгодовування. На боці Стейдлера було також те, що L. lactis не входив до нормальної мікрофлори тіла. Споживаний у складі молочних продуктів, звичайний L. lactis зникає з кишкового тракту людини впродовж одного-двох днів. Нарешті, генна інженерія Стейдлера гарантувала, що, навіть якщо трансгенний L. lactis поділиться своїм геном інтерлейкіну-10 з іншими мікробами, одержувачі зможуть вставити нову ДНК виключно серед їхніх генів виробництва тимідину. А це означає, що вони теж стануть неповноцінними в плані харчування.

Одним із тих, кого найбільше вразив генетичний фокус Стейдлера, був Пеппеленбош. Ці двоє молодих бельгійців працювали за одним лабораторним столом, закінчуючи свої окремі дослідницькі проекти під час практики після докторантури у Фламандському інституті біотехнологій у Ґенті. Згодом Стейдлер переїхав до Ірландії, де став професором Університетського коледжу Корка. Пеппеленбош опинився в Нідерландах, де очолив власну лабораторію в Університетському медичному центрі Гронінгена. «Коли я дізнався, що Лотар не просунувся зі своїми клінічними випробуваннями в Ірландії, то запропонував йому спробувати попрацювати в цьому напрямі з голландськими регуляторними органами», – каже Пеппеленбош.