Трансгенная лактобактерия помогла крысам-гипертоникам

Гипертония, то есть хроническое повышение артериального давления, — это одна из самых распространенных и опасных болезней. Число страдающих гипертонической болезнью в мире перевалило за миллиард и продолжает расти: уже сейчас она затрагивает каждого четвертого мужчину и каждую пятую женщину.

Развитие гипертонии вызвано рядом факторов — как генетических, так и связанных с образом жизни и окружающей средой. Способы лечения тоже разнятся, то есть основаны на принципиально разных механизмах и мишенях.

Среди самых важных — воздействие на ренин-ангиотензиновую систему. Это целый каскад гормонов и молекул с регуляторной функцией, работу которого обеспечивают различные органы и ткани. Задача ренин-ангиотензиновой системы — управление кровяным давлением, а ее нарушения часто вызывают гипертонию.

Один из компонентов этой системы — ангиотензин. Это гормон, который представляет собой небольшой пептид: он вызывает сокращение сосудов, повышение артериального давления, выделение других гормонов и так далее.

Подавление ангиотензина — очевидный и широко используемый метод лечения гипертонии: для этого можно, например, активировать ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2, angiotensin-converting enzyme 2). По названию легко догадаться, что фермент переводит ангиотензин в форму другого соединения и таким образом снижает его концентрацию. ACE2 также знаменит благодаря своей роли в заражении клеток коронавирусом SARS-CoV-2 и в развитии болезни Альцгеймера.

Авторы нового исследования в журнале Pharmacological Research задались целью активировать этот фермент с помощью трансгенной лактобактерии в кишечнике. Такой необычный способ доставки связан с тем, что микробиом пищеварительной системы явно участвует в развитии гипертонии и вполне может стать мишенью для терапии. В то же время механизмы такой связи и перспективы ее использования пока не ясны.

В качестве модели гипертонии авторы использовали крыс, которые генетически предрасположены к высокому давлению за счет нокаута гена Ace2. Трансгенные лактобактерии L. paracasei, имеющие ДНК-вставку в виде соответствующего гена человека, успешно синтезировали нужный фермент прямо в кишечнике — своей нормальной среде обитания.

Так микробы восполнили недостаток ангиотензинпревращающего фермента 2 в тканях кишечника, что снизило опасное проявление на уровне целого организма — гипертонию. Чтобы выяснить это, ученые три недели в режиме онлайн следили за артериальным давлением крыс — экспериментальной группы и контрольной, то есть получавшей «простые» пробиотики.

Давление у грызунов заметно снизилось, но только у самок, не самцов. Авторы объяснили это локализацией гена Ace2 на половой X-хромосоме крыс. Вероятно, в случае самок наличие двух исправных копий гена в каждой из двух хромосом X (у самцов она всего одна, вторая половая — Y-хромосома) вполне достаточно для нормальной работы фермента.

Результат подчеркивает важность кишечника и его микробиома для регуляции артериального давления, на которую раньше обращали недостаточно внимания. Он также открывает перспективы нового подхода к лечению повышенного артериального давления.