Joshi est actuellement membre du corps professoral du Wyss Institute et professeur associé à la Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) de Harvard, et sera prochainement nommé professeur à l’Université Northeastern à Boston.

Dans des travaux antérieurs, le groupe de Joshi a démontré que les hydrogels bactériens auto-régénérants s’attachaient fermement aux surfaces des muqueuses ex vivo et, lorsqu’ils étaient administrés par voie orale à des souris, résistaient au pH rigoureux et aux conditions digestives de l’estomac et de l’intestin grêle sans affecter la santé des animaux. Pour les fabriquer, son équipe a programmé une souche d’E. coli en laboratoire pour synthétiser et sécréter une protéine CsgA modifiée, qui, dans le cadre du système « curli” d’E. coli, s’assemble en longues nanofibres à la surface externe de la bactérie. « Pour permettre l’adhésion du mucus, nous avons fusionné le CsgA au domaine de liaison au mucus de différents facteurs de trèfle humain (TFF), des protéines qui se produisent naturellement dans la muqueuse intestinale et se lient aux mucines, les principales protéines du mucus présentes là-bas. Les protéines de fusion sécrétées forment un maillage de stockage de l’eau avec des propriétés d’hydrogel accordables ”, a déclaré Anna Duraj-Thatte, co-auteure, chercheuse postdoctorale travaillant avec Joshi. « Cela s’est avéré être une stratégie simple et robuste pour produire des matériaux muco-adhésifs auto-renouvelés avec de longs temps de séjour dans le tractus intestinal de la souris. »

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Dans leur nouvelle étude, l’équipe s’est encore appuyée sur ces résultats en introduisant la machinerie permettant de produire l’un des hydrogels muco-adhésifs à base de TFF3 dans une souche d’E. coli Nissle qui est une bactérie intestinale normale qui peut prospérer dans les sections du côlon et du caecum du tractus intestinal touchées par les MICI, et est actuellement vendue dans de nombreuses formulations probiotiques commerciales. « Nous avons constaté que les bactéries Nissle nouvellement conçues, lorsqu’elles sont administrées par voie orale, peuplaient et résidaient également dans le tractus intestinal, et que leurs fibres de curli s’intégraient à la couche de mucus intestinal”, a déclaré le premier auteur Pichet Praveschotinunt, qui est un étudiant diplômé encadré par Joshi.

« Lorsque nous avons induit une colite dans le côlon de souris en administrant par voie orale le sulfate de sodium dextrane chimique, les animaux qui avaient reçu le PATCH générant E. la souche de coli Nissle par administration rectale quotidienne à partir de trois jours avant le traitement chimique a eu une cicatrisation nettement plus rapide et des réponses inflammatoires plus faibles, ce qui leur a fait perdre beaucoup moins de poids et récupérer plus rapidement que les animaux témoins ”, a déclaré Praveschotinunt. « Leur muqueuse épithéliale du côlon présentait une morphologie plus normale et un nombre plus faible de cellules immunitaires infiltrantes. »

Joshi et son équipe pensent que leur approche pourrait être développée en tant que thérapie d’accompagnement des traitements anti-inflammatoires, immuno-suppresseurs et antibiotiques existants pour aider à minimiser l’exposition des patients aux médicaments et potentiellement fournir une protection contre les rechutes de MII.

Les auteurs supplémentaires de l’étude sont les chercheurs de l’Institut Wyss Ilia Gelfat, Franziska Bahl et David B. Chou.

L’étude a été soutenue par une subvention des National Institutes of Health, des fonds du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard et de l’Accélérateur biomédical Blavatnik, et une bourse du gouvernement royal thaïlandais.