Bio-elektronische pleister maakt gebruik van levende bacteriën om psoriasis bij muizen te behandelen

Een bio-elektronisch apparaat waarin levende huidbacteriën zijn verwerkt, vermindert ontstekingen en bevordert een gezonde huidregeneratie bij muizen die lijden aan psoriasis, een chronische auto-immuunziekte die wordt gekenmerkt door versnelde groei van huidcellen. Een toekomstige versie van de technologie zou een deel van de 125 miljoen mensen wereldwijd met psoriasis kunnen helpen behandelen.

“Voor een muismodel zou vier dagen of bijna een week voldoende moeten zijn voor behandeling”, zegt Bozhi Tian van de Universiteit van Chicago, wiens team het apparaat heeft ontwikkeld. “Als je nadenkt over de mogelijke klinische toepassing bij een mens, dan zal het lang duren, maar het kan gemakkelijk gedaan worden.”

De bovenste laag van het apparaat bevat elektronische sensoren die de elektrische impedantie van de huid kunnen meten – een surrogaat voor het monitoren van de dikte en droogheid van de huid – samen met de lichaamstemperatuur en vochtigheid. De onderste laag bestaat uit een zacht hydrogelmateriaal dat kwik bevat Staphylococcus epidermidis bacteriën, een integraal onderdeel van het normale microbioom van de menselijke huid. Deze bacteriën worden gemengd met zetmeel en gelatine om een ​​‘biofilm’ na te bootsen waarin de bacteriën kunnen gedijen.

De S. epidermis bacteriën produceren van nature een metaboliet die de overactieve groei van huidcellen kan verstoren. Tijdens de behandeling bevorderde deze metaboliet de normale huidgroei. De onderzoekers konden het proces volgen door de verandering in de elektrische impedantie van de huid te monitoren en de vermindering van de klinische symptomen te observeren.

Dergelijke technologie zou uiteindelijk kunnen leiden tot apparaten die sensorinformatie gebruiken om de therapeutische voordelen van levende bacteriën voortdurend aan te passen, schrijft Peder Olofsson van het Karolinska Instituut in Zweden, in een perspectiefartikel waarin de implicaties van de nieuwe technologie worden onderzocht.

Voorlopig werk van Tian en zijn collega’s laat zien hoe. Uit hun recente onderzoek is gebleken dat de middelste laag van het apparaat kan worden gebruikt om elektrische stimulatie te geven na een succesvolle behandeling, die dodelijk is S. epidermis bacteriën en desinfecteert de huid. Maar voorlopige, niet-gepubliceerde resultaten suggereren dat bepaalde niveaus van elektrische stimulatie de therapeutische activiteit van huidbacteriën feitelijk kunnen vergroten in plaats van ze te doden. Dit suggereert dat het, door de elektrische stimulatie zorgvuldig te controleren, mogelijk kan zijn om de snelheid van de behandeling te versnellen of te vertragen om tegemoet te komen aan de behoeften van de persoon die wordt behandeld.

“Wat we nu doen is elektrische stimulatie gebruiken om de microbiële activiteit verder te moduleren”, zegt Tian. “Je kunt de cellen dus nog steeds in leven houden, maar met een verbeterd therapeutisch effect.”