비즈니스 기회
락토바실러스를 흡입하면 폐기능이 개선된다
중증 BPD는 락토바실러스 감소, 프로테오박테리아 증가, MMP-9/Ac-PGP 경로에 의해 매개되는 호중구 유입으로 나타납니다. 크레딧: Nature Communications(2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51169-0
최근의 전임상 모델에서, 살아있는 락토바실러스 박테리아의 혼합물을 흡입하면 만성 폐 질환인 기관지폐이형성증 및 만성 폐쇄성 폐질환에 대한 폐 염증이 약화되고 폐 기능과 구조가 개선되었습니다.
저널 네이처 커뮤니케이션스에 발표된 본 연구는 호중구성 염증을 줄이고 BPD 및 COPD의 광범위한 염증 마커를 줄이기 위해 살아있는 생물 치료제 제품의 메커니즘을 결정했다고 보고했습니다.
그들의 발견은 "구조적 폐질환의 진행에 대한 패러다임을 제공합니다"라고 랄 박사는 말했는데, 그 이유는 락토바실러스가 마트리카인 생성, 세포외 기질 회전율 및 폐의 공기 주머니를 손상시키는 만성 호중구성 염증으로 인한 파괴와 관련된 폐 프로테아제 활동을 조절하는 데 중요하다는 것을 확인하였기 때문입니다.
2016년 Lal과 UAB 동료들이 중증 기관지폐이형성증이 있는 영아의 기도에서 락토바실러스 수가 감소하고, 프로테오박테리아의 수가 증가하며, 프로테오박테리아 내독소의 농도가 증가한다는 사실을 발견하면서 폐에서 락토바실러스의 보호 역할과 만성 폐질환을 치료하기 위한 락토바실러스의 사용 가능성이 확립되었습니다.
이 최신 연구에서 UAB 연구원은 다운스트림 질병 발병을 줄이기 위해 락토바실러스 처리에 대한 작용 기전을 제공하고 BPD에 대한 마우스 새끼 모델과 COPD의 3가지 마우스 모델에서 라이브 바이오 치료의 안전성과 효과를 보여주었습니다.
기관지폐이형성증은 높은 산소 장력이나 생명을 유지하는 데 필요한 기계적 환기로 인한 손상 후 일부 조산아에서 발생합니다. COPD는 노인, 특히 흡연자에서 발생하며 연간 약 130,000명의 미국인과 전 세계적으로 약 300만 명이 사망합니다.
랄 박사는 "흡입형 생생물치료제는 향후 다양한 폐질환을 표적으로 삼을 수 있는 일반적인 질병 진행 경로를 해결하는 데 가능성을 보여줍니다"라고 말했습니다. "전임상 동물 데이터는 시사적이며, 인간에 대한 잠재적 약물의 안전성은 다가오는 임상 시험에서 테스트될 것입니다. COPD의 인간 성인 안전성 데이터는 기관지 폐 질환 유아에서 약물 사용 승인으로 가는 경로의 위험을 줄이는 데 도움이 될 것입니다."
UAB 연구원은 BPD의 쥐 모형이 BPD를 가진 조숙아에서 보였던 것과 같이 아세틸화된 프롤린-글리신 프롤린, 또는 Ac-PGP, 세포외 기질 유래한 펩티드의 높게 수준을 보여줄 것이라는 점을 가설을 세웠습니다.
이는 BPD 마우스 모델에서 입증되었으며, 기능 이득 또는 손실 연구에서 Ac-PGP의 영향을 보여주었습니다. Ac-PGP의 비강 내 점안은 호중구성 염증과 폐 퇴화를 증가시켰습니다. Ac-PGP 억제제를 Ac-PGP와 함께 투여했을 때, 호중구성 염증 지표가 감소하고 폐 구조가 개선되었습니다.
연구진은 L. 플라나타룸(L. planatarum), L. 애시도필러스(L. acidophilus) 및 람노서스(L. rhamnosus)의 독점적인 락토바실러스(Lactobacilli) 혼합물이 세포외 기질에서 Ac-PGP를 방출하는 데 도움이 되는 염증성 단백질 분해효소 MMP-9를 감소시키는 데 가장 좋은 시너지 효과를 발휘한다는 것을 보여주었습니다. 또한, 락토바실러스 성장 배지의 상층액은 살아있는 락토바실러스 박테리아와 유사한 규모로 MMP-9를 감소시켰습니다.
주요 발견은 락토바실러스 성장 배지 상층액에서 생성되는 L(+) 젖산이 시험관 내에서 MMP-9를 감소시켜 이 젖산이 항염증 분자로서 중요한 역할을 한다는 것입니다. 연구진은 폐에서 살아있는 락토바실러스가 L(+) 젖산을 조절되고 내약성이 좋은 방식으로 지속적이고 지속적으로 방출한다는 것을 발견했습니다.
연구에서 보고된 주요 기술 발전은 입자 공학을 통해 흡입된 락토바실러스 분말을 만드는 것인데, 입자는 생존가능한 박테리아를 보존하면서 폐 깊숙이 도달할 수 있을 만큼 작은 입자입니다. 이 생물치료제는 그런 다음 BPD 및 COPD 모델에서 테스트되었습니다. COPD 마우스 모델에서 혼합물은 동시에 치료하든 손상 후에 치료하든 폐 미세환경의 염증을 성공적으로 감소시켜 항염증 효과, 여러 전염증 마커의 감소 및 항염증 마커 IgA의 상승을 보여주었습니다.
흥미로운 발견은 살아있는 생물치료제의 우수한 성능이었습니다. 이 약은 MMP-9 및 기타 염증 유발 사이토카인을 감소시켰을 뿐만 아니라, COPD 병용 요법에서 발견되는 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 흡입 코르티코스테로이드인 플루티카손 푸로에이트(fluticasone furoate)보다 더 나은 경우도 있었습니다.
COPD 마우스 모델 중 하나에서 실시한 안전성 및 생체내 분포 연구에 따르면 박테리아 분말 흡입은 부작용이나 질병을 일으키지 않았으며 유산균이 원위 조직으로 전위되거나 폐에 축적되지 않았습니다.
이상의 기사는 2024년 8월 21일 MedicalXpress에 게재된 “Inhalation of live Lactobacilli lessens lung inflammation and improves lung function, preclinical study finds”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Inhalation of live Lactobacilli lessens lung inflammation and improves lung function, preclinical study finds (medicalxpress.com)
* 추가정보 출처 : A lactobacilli-based inhaled live biotherapeutic product attenuates pulmonary neutrophilic inflammation | Nature Communications