バイオフィルムで自己コーティングすることにより、腸内マイクロバイオマスのバイオインスパイアされた経口送達

Bioinspired oral delivery of gut microbiota by self-coating with biofilms.

• Xinyue Wang
• Zhenping Cao
• Mengmeng Zhang
• Lu Meng
• Zunzhen Ming
• Jinyao Liu

抄録

腸内マイクロバイオームに有益な細菌を移植することは、細菌組成をポジティブに調節することができ、予防および治療において大きな関心が残っている。しかしながら、消化管（ＧＩ）管内の環境攻撃および急速なトランジット時間は、低い経口バイオアベイラビリティおよび限られた腸内コロニー化をもたらす。ここでは、移植された腸内細菌叢に優れた抵抗性と接着能力を与えるバイオフィルムで自己コーティングのバイオインスパイアされた戦略を説明します。モデルプロバイオティクス細菌として臨床を用いて、バイオフィルムでコーティングされたプロバイオティクスは、マウスと豚で実質的に改善された消化管耐性と粘接着性を実証した。特に、コーティングされたプロバイオバイオティクスは、ブタモデルにおいて、コーティングされていない細菌よりも125倍も高い経口バイオアベイラビリティと17倍も高い腸内コロニー化を示した。GI管内に生存し、居住するための顕著な能力で、コーティングされた細菌は、さらに、.NETで植民地化されたマウスで有意に強化された脱植民地化効果を示しています。バイオフィルムとのセルフコーティングは、腸内微生物の経口投与のための強固なプラットフォームを示唆している。

Transplanting beneficial bacteria to the gut microbiome can positively modulate the bacterial composition and remains of great interest in prevention and treatment. However, environmental assaults and rapid transit times in the gastrointestinal (GI) tract result in low oral bioavailability and limited intestinal colonization. Here, we describe a bioinspired strategy of self-coating with biofilms that endows the transplanted gut microbiota with superior resistance and adhesion capacity. Using clinical as a model probiotic bacterium, biofilm-coated probiotics demonstrate substantially improved GI tract tolerance and mucoadhesion in mice and swine. In particular, coated probiotics exhibit a 125-fold higher oral bioavailability and a 17 times greater intestinal colonization than uncoated bacteria in the porcine model. With notable ability to survive and reside in the GI tract, coated bacteria further show a significantly enhanced decolonization effect in mice colonized with . Self-coating with biofilms suggests a robust platform for oral doses of gut microbiota.

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