Joshi är för närvarande en kärnfakultetsmedlem i Wyss Institute och docent vid Harvards Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), och kommer inom kort att utses till professor vid Northeastern University i Boston.

i tidigare arbete visade Joshis grupp att självregenererande bakteriella hydrogeler fast fästa vid slemhinneytor ex vivo och, när de gavs oralt till möss, motstod det hårda pH-värdet och matsmältningsförhållandena i magen och tunntarmen utan att påverka djurens hälsa. För att tillverka dem programmerade hans team ett laboratorium E. coli-stam för att syntetisera och utsöndra ett modifierat CsgA-protein, som som en del av E. coli ’ s ”curli” – system samlas i långa nanofibrer vid bakteriens yttre yta. ”För att möjliggöra slemadhesion smälte vi CsgA till den slembindande domänen för olika mänskliga trefoilfaktorer (TFFs), proteiner som förekommer naturligt i tarmslimhinnan och binder till muciner, de stora slemproteinerna som finns där. De utsöndrade fusionsproteinerna bildar ett vattenlagringsnät med avstämbara hydrogelegenskaper”, säger medförfattare Anna duraj-Thatte, en postdoktor som arbetar med Joshi. ”Detta visade sig vara en enkel och robust strategi för att producera självförnyande, mukoadhesiva material med långa uppehållstider i musens tarmkanal.”

relaterad

IBD–gut bug-anslutningen

nya fynd avslöjar hur inflammatorisk tarmsjukdom stör mikrobiomen

Probiotiska hydrogeler läker tarmsår som andra behandlingar inte kan nå

kan öppna dörren till nya bioaktiva läkningsstrategier

i sin nya studie byggde teamet vidare på dessa resultat genom att införa maskinerna för att producera en av de mucoadhesiva hydroglarna baserade på TFF3 i en E. coli Nissle-stam som är en normal tarmbakterie som kan trivas i kolon-och cecumsektionerna i tarmkanalen som påverkas av IBD och säljs för närvarande i många kommersiella probiotiska formuleringar. ”Vi fann att de nyutvecklade Nissle-bakterierna, när de ges oralt, också befolkade och bodde i tarmkanalen, och att deras curli-fibrer integrerade med tarmslemskiktet”, säger första författaren Pichet Praveschotinunt, som är en doktorand mentorerad av Joshi.

”När vi inducerade kolit i kolon av möss genom oralt administrering av det kemiska dextran-natriumsulfatet, djur som hade fått den PATCHGENERERANDE E. coli Nissle-stam genom daglig rektal administrering som började tre dagar före kemisk behandling hade signifikant snabbare läkning och lägre inflammatoriska svar, vilket fick dem att förlora mycket mindre vikt och återhämta sig snabbare jämfört med kontrolldjur,” sade Praveschotinunt. ”Deras kolon epitel slemhinna visade en mer normal morfologi och lägre antal infiltrerande immunceller.”

Joshi och hans team tror att deras tillvägagångssätt kan utvecklas som en kompanjonterapi till befintliga antiinflammatoriska, immunsuppressanta och antibiotiska terapier för att minimera patienternas exponering för drogerna och potentiellt ge skydd mot IBD-återfall.

ytterligare författare på studien är Wyss Institute forskare Ilia Gelfat, Franziska Bahl och David B. Chou.studien stöddes av ett bidrag från National Institutes of Health, medel från Harvards Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering och Blavatnik Biomedical Accelerator och ett kungligt thailändskt stipendium.