Cukrzyca typu 1 (T1D) to przewlekła choroba autoimmunologiczna charakteryzująca się niszczeniem komórek β trzustki produkujących insulinę, prowadzącym do dożywotniego uzależnienia od insuliny oraz zwiększonego ryzyka powikłań naczyniowych1. Mysz NOD/ShiLtJ odtwarza kluczowe cechy ludzkiej autoimmunologicznej cukrzycy, w tym spontaniczne zapalenie niesulitis i postęp do jawnej cukrzycy, i jest szeroko stosowany jako model przedkliniczny w badaniach mechanistycznych i terapeutycznych 1,2,3. Obecne terapie T1D — w tym leki immunosupresyjne, przeciwciała monoklonalne oraz terapie z adopcyjnymi regulacjami limfocytów T (Treg) — mogą tymczasowo spowalniać postęp choroby, ale często nie zapewniają trwałego przywrócenia odporności odpornościowej ani trwałego zachowania masy β komórek 1,2,4,5,6,7,8,9,10,11.
Ukierunkowanie na Tregów i inne populacje regulacyjne jest głównym obszarem rozwoju nowych terapii T1D, w tym autologicznych poliklonalnych infuzji Tregów, inżynieryjnie specyficznych antygenowych Tregów orazschematów opartych na IL-2 1,2,4,5,6,7,8,9,10,11 . Jednak prozapalne mikrośrodowisko w wysepkach trzustkowych może podważyć skuteczność tych metod, podkreślając potrzebę lokalnego przeprogramowaniasieci odpornościowych tkanek 2,7. Metabolity tryptofanu pochodzące z mikroorganizmów, szczególnie indol i powiązane związki, mogą modulować zarówno odporność wrodzoną, jak i adaptacyjną, wspierając różnicowanie komórek T regulacyjnych, indukując polaryzację makrofagów przeciwzapalnych oraz tłumiąc odpowiedzi Th1712,13. Żywe terapie mikrobiologiczne oraz bakterie metabolicznie inżynieryjne stanowią zatem obiecującą strategię dostarczania immunomodulujących metabolitów in situ oraz przekształcania odporności tkanek 12,13,14,15,16,17,18.
Wcześniej opracowaliśmy metabolicznie modyfikowany szczep Brucella melitensis, BmΔvjbR::tnaA, który konstytutywnie produkuje indol i kontroluje autoimmunologiczne zapalenie stawów poprzez rozszerzanie Tregs i przebudowywanie zapalnych mikrośrodowisk 14,15,16. Osłabione szczepy Brucella, takie jak BmΔvjbR, zostały szeroko scharakteryzowane jako platformy szczepionkowe i mogą być genetycznie modyfikowane, aby przenosić ładunki immunoregulacyjne 14,15,16.
Przedstawiamy szczegółowy protokół oceny pojedynczej dożylnej dawki BmΔvjbR::tnaA w modelu NOD/ShiLtJ, obejmujący przygotowanie bakteryjne, standaryzowane podanie dożylne, monitorowanie cukrzycy oraz wielomodalną analizę tkanki trzustki za pomocą histologii, proteomiki przestrzennej high-plex oraz pojedynczokomórkowego RNA-seq. Ten workflow stanowi praktyczne ramy do testowania mikroorganizmów inżynieryjnych metabolitów jako pojedynczych dawk immunoterapii w autoimmunologii specyficznej dla narządów. Wcześniejsza analiza dawka-odpowiedź wykazała bezpieczeństwo i tolerancję do 1 × 10CFU osłabionego szczepu.