创建微型生物医学工厂：工程细菌分泌强大的纳米粒子以帮助药物输送

滑铁卢大学领导的研究人员发现了如何将普通细菌转化为高效工厂，能够生产用于药物输送、癌症治疗、疫苗开发和其他生物医学用途的微小而强大的颗粒

在滑铁卢化学工程教授刘一兰博士的带领下，国际研究小组改变了人体肠道或胃肠道中的细菌，显著增加了它们分泌的气泡状纳米粒子的数量

这些被称为细菌膜囊泡（BMV）的颗粒因其在生物医学中的潜在影响而得到广泛认可，但它们的使用因挑战而放缓，包括自然分泌率低

刘和她的团队通过对细菌进行两项关键改变来解决这个问题，包括将壳蛋白插入它们的膜中。这些变化导致BMV的产量增加了140倍，大约比人类头发的宽度小一千倍

刘说：“这一战略使我们能够在不使用化学品的情况下以前所未有的效率生产宝马。”。“目前的方法依赖于化学过程来增加分泌。我们已经改造了细菌，使其自然优化囊泡的产生，从而形成了一种更清洁、更可持续的方法。”

初步测试表明，工程细菌激活了肠道中的免疫系统，为治疗炎症性肠病（IBD）等疾病铺平了道路，在这些疾病中，患者的免疫系统通常不够活跃

研究人员使用荧光成像来追踪从胃移动到肠道的工程细菌，证明它们可以直接将营养物质或药物输送到肠道

刘说：“细菌工程的这一进步有可能成为下一代疫苗、治疗和营养输送的转型平台。”。“这一新工艺可能会通过使生物医学治疗更高效、更容易获得和更实惠，对全球健康产生深远影响。”

研究人员的下一步是将他们的新技术应用于致病菌，如脑膜炎疫苗中使用的致病菌，以提高生产率和节省成本

研究结果发表在ACS Nano杂志上

他们还在研究使用BMV作为益生菌补充剂来改善营养吸收，特别是对β-胡萝卜素等脂溶性营养素的吸收。目前正在寻找该项目的合作伙伴 More information: Jinjin Chen et al, Engineered Therapeutic Bacteria with High-Yield Membrane Vesicle Production Inspired by Eukaryotic Membrane Curvature for Treating Inflammatory Bowel Disease, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.4c13069

Journal information: ACS Nano