给益生菌“穿上防护衣”,抵抗胃液胆汁侵蚀!

        近日,上海交通大学医学院附属仁济医院、上海交通大学医学院分子研究院刘尽尧课题组在《先进材料》(Advanced Materials(IF 27.3)杂志发表题为聚合介导的细胞多功能化及其用于增强细胞疗法效果的研究论文(Polymerization-mediated multifunctionalization of living cells for enhanced cell-based therapy)。作者通过在多巴胺聚合过程中加入少量壳聚糖,可使益生菌表面涂层上聚多巴胺和壳聚糖共沉积外衣,实现了益生菌在结肠部位的有效富集,相当于给益生菌涂上具有导航功能的保护层,抵抗胃液胆汁侵蚀的同时,提高病灶靶向能力!有利于改善肠炎治疗的效果。

mmexport1614684505882.jpg

据刘尽尧介绍,聚多巴胺(PDA)是一种受贻贝中黏附蛋白启发的合成材料,由于其邻苯二酚基团具有很强的黏附性,因此已被广泛用作各种材料表面的包被层。此外,多巴胺的聚合反应可以在细胞相容的条件下发生,且聚多巴胺具有良好的生物相容性。基于此,课题组利用细胞膜上广泛存在的胺基、硫醇和羟基,通过共价键或氢键将聚多巴胺沉积在细胞表面,借助多巴胺能与不同功能性分子之间形成共价键、氢键等相互作用,将不同小分子或聚合物与多巴胺共沉积到细胞表面,实现细胞表面的多功能化修饰。

以益生菌疗法为例,课题组通过在多巴胺聚合过程中加入少量的壳聚糖,使益生菌表面穿上了一件聚多巴胺和壳聚糖共沉积涂层外衣。涂层益生菌在口服递送过程中,不仅能够有效抵抗胃液和胆汁酸的侵蚀,提高益生菌的口服生物利用度,还能借助涂层中壳聚糖的靶向能力,增强其在肠炎病灶部位的富集,从而显著提高益生菌疗法在肠炎治疗中的效果。

mmexport1614684502052.jpg

DSS诱导的小鼠动物模型中,相比未涂层、聚多巴胺涂层、及临床药物水杨酸,共沉积涂层细菌在炎症缓解方面取得了更优的效果。聚合介导的活细胞表面多功能化修饰策略为制备细菌介导的智能生物制剂提供了一种重要的手段,并有望进一步推动益生菌疗法的转化应用。


论文链接https://doi.org/10.1002/adma.202007379


(仁济医院供稿) 

精彩回顾