Khi gan suy yếu, amoniac- chất lẽ ra phải được gan chuyển hóa, lọc khỏi máu- sẽ tích tụ và xâm nhập não, dẫn đến bệnh não gan (HE), một biến chứng thần kinh của bệnh gan có thể gây lo lắng, nhầm lẫn, mất trí nhớ và trong trường hợp nặng, hôn mê và tử vong. Các phương pháp điều trị bệnh HE hiện tại- sử dụng thuốc nhuận tràng lactulose và kháng sinh rifaximin- chỉ mang lại hiệu quả một phần và bệnh dễ tái phát. Các vi khuẩn được lập trình này ngăn chặn độc tố xâm nhập não và cũng làm giảm sự tích tụ của chúng- nồng độ độc tố từ suy gan, chẳng hạn như amoniac, giảm tới 10 lần, tương đương với nồng độ amoniac trong não ở người khỏe mạnh.
Giáo sư Matthew Chang, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết phương pháp của nhóm ông sử dụng các sinh vật trị liệu sống để lập trình lại quá trình trao đổi chất một cách chính xác trong khi vẫn bảo tồn hệ sinh thái đường ruột tự nhiên. Các nhà khoa học từ Trung tâm Sinh học tổng hợp vì đổi mới công nghệ và lâm sàng (NUS-SynCTI) đã thiết kế lại vi khuẩn thành hai chủng trị liệu bổ sung để sử dụng dưới dạng bột hoặc viên nang. Chủng đầu tiên hấp thụ amoniac dư thừa từ ruột và chuyển hóa thành axit amin, các “khối xây dựng” của protein. Chủng thứ hai phân giải L-glutamine, một axit amin không thiết yếu có nhiều trong cơ thể, trước khi nó được chuyển hóa thành amoniac. Kết quả, vi khuẩn đường ruột được thiết kế có thể đồng thời loại bỏ amoniac độc hại, phục hồi các chất dinh dưỡng thiết yếu và cải thiện các kết quả liên quan đến não bộ (như giảm lo âu và mất trí nhớ ngắn hạn, giảm tình trạng phù não).
Để có được những kết quả này, các nhà khoa học đã theo đuổi nghiên cứu kéo dài 8 năm. Bước tiếp theo là tiếp tục đánh giá hiệu quả lâu dài của các chủng vi khuẩn được thiết kế và mở rộng nền tảng để hướng tới điều trị các bệnh khác liên quan đến mất cân bằng chuyển hóa.
