Arbatos EGCG nanodalelės atkuria žarnyno ir psichinę pusiausvyrą sergant kolitu

Sičuano žemės ūkio universiteto ir Britų Kolumbijos universiteto mokslininkai sukūrė bioįkvėptas arbatos baltymų nanodaleles (TSP), kurios gali patikimai transportuoti ir išskirti (-)-epigalokatechino-3-galatą (EGCG), pagrindinį žaliojoje arbatoje esantį polifenolį, į žarnyną, taip ne tik sumažindamos uždegimą sergant kolitu, bet ir palengvindamos nerimą bei depresiją pelėms, sergančioms šia liga. Tyrimas paskelbtas žurnale „ Theranostics“.

EGCG problema

(-)-Epigalokatechino-3-galatas (EGCG) yra žinomas dėl savo stiprių antioksidacinių ir priešuždegiminių savybių, tačiau jis greitai suskaidomas virškinimo trakte ir yra prastai absorbuojamas.

Kuriami „arbatos nanokurjeriai“

• Žaliava: arbatos ekstrakto likučiai po arbatos gamybos (arbatos miltai), kuriuose gausu baltymų (TProtein).
• Spontaniškas surinkimas: fiziologiniame buferyje TProtein buvo sumaišytas su EGCG esant silpnai rūgštiniam pH, todėl 100–120 nm skersmens nanodalelės savaime surinktos be jokių organinių tirpiklių ar cheminių rišiklių.
• Charakteristika:
  • DLS ir TEM patvirtino siaurą dydžio pasiskirstymą ir sferinę formą.
  • FTIR ir DSC parodė, kad EGCG buvo kapsuliuotas baltymų matricoje ir buvo stabilus 37 °C temperatūroje ir pH 2–8.
  • Didelė apkrova: iki 25 % nanodalelių masės sudaro EGCG.

Apsauga ir pristatymas

• Skrandžio stabilumas: TSP sumažina EGCG oksidaciją 30 % esant žemam pH, išlaikydami jo aktyvumą.
• Gleivinės prasiskverbimas: neigiamas krūvis ir dydis <200 nm leidžia nanodalelėms prasiskverbti į uždegiminę gaubtinės žarnos gleivinę.

Kontroliuojamas išsiskyrimas žarnyne

• pH priklausomybė: esant pH 7,4 (žarnyne), iš TSP per 12 val. išsiskyrė iki 80 % EGCG, o esant pH 2 (skrandyje), skaidymasis buvo mažesnis nei 20 %, todėl polifenolis buvo apsaugotas nuo skaidymosi.
• Apsauga nuo oksidacijos: rūgštinėje aplinkoje laisvas EGCG prarado aktyvumą po 2 valandų, o TSP išlaikė >70 % savo antioksidacinio potencialo.

Ikiklinikinis kolito modelis

• Kolito indukcija: Pelėms 7 dienas buvo skiriamas 2 % DSS geriamajame vandenyje.
• Gydymas: per burną buvo duodamas laisvas EGCG (25 mg/kg), ekvimolinis EGCG kiekis TSP, tušti TSP arba fiziologinis tirpalas.
• Įvertinimai:
  • Ligos aktyvumo indeksas (DAI): bendras svorio, išmatų ir kraujo jose indeksas.
  • Histologija: H&E dažymas ir ZO-1/okliudino imunofluorescencija.
  • Citokinai: ELISA TNF-α, IL-6 storosios žarnos audinyje.

Rezultatai: kolitas ir žarnyno barjeras

• TSP + EGCG grupėje DAI sumažėjo 70 %, palyginti su 45 % vartojant laisvą EGCG.
• Epitelio vientisumas buvo atkurtas: ZO-1 ir okliudino raiška kriptose buvo 60 % didesnė nei kontrolinėse grupėse.
• Uždegimas slopinamas: TNF-α ir IL-6 kiekis sumažėjo iki tokio lygio, kokio nebuvo stebėta kolito kontrolinėse grupėse, o laisvo EGCG kiekis sumažėjo tik iš dalies.

Poveikis mikrobiotai ir smegenims

• Mikrobiota:
  • TSP + EGCG atkūrė α-įvairovę iki beveik pradinio lygio;
  • SCFA gamintojų (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) augimas palaikė metabolinį ir priešuždegiminį poveikį.
• Žarnyno ir smegenų ašis:
  • Sisteminis LPS kiekio kraujyje sumažėjimas sumažino kraujo ir smegenų barjero pralaidumą.
  • Pelėms, sergančioms kolitu, paprastai pasireiškė nerimas (↑laikas prie sienų atviro lauko teste) ir depresija (↑imobilizacijos laikotarpis priverstinio plaukimo teste).
  • TSP + EGCG normalizavo šiuos parametrus: nerimas ir depresija grįžo į sveikų pelių lygį.

Autorių pareiškimai

„Mus įkvėpė natūralus arbatžolėse esantis baltymų ir polifenolių derinys ir sukūrėme sistemą, kuri EGCG tiekia būtent ten, kur jo reikia – į uždegimo apimtą žarnyną, – o papildomai pagerina nuotaiką per mikrobiotos, žarnyno ir smegenų ašį“, – sako dr. Guo Junling.

Autoriai pabrėžia kelis svarbius dalykus:

• Biologiškai įkvėptas ir natūralus požiūris
  „Arbatos baltymų naudojimas iš augalinių žaliavų daro mūsų sistemą kuo biologiškai suderinamesnę ir draugiškesnę aplinkai“, – sako dr. Guo Junlingas. „Mes tiesiog atkūrėme natūralius arbatos kompleksus nanoskalėje, išsaugodami jų funkcionalumą.“

• Dvigubas terapinis poveikis
  „Mus ypač domina tai, kad TSP + EGCG ne tik malšina žarnyno uždegimą, bet ir normalizuoja nerimo bei depresijos elgesio rodiklius“, – pažymi prof. Li Xiaojun. „Tai patvirtina žarnyno ir smegenų ašies svarbą uždegiminės žarnyno ligos (UŽL) patogenezėje.“

• Klinikinio pritaikymo perspektyvos
  „Rezultatai su pelėmis atrodo daug žadantys, tačiau turime įvertinti TSP farmakokinetiką ir saugumą žmonėms“, – priduria dr. Sarah Chen iš Britų Kolumbijos universiteto. „I fazės klinikinius tyrimus planuojame jau kitais metais.“

• Visapusiška sveikimo strategija
  „Mūsų tikslas – sukurti papildą, kuris vienu metu stiprintų žarnyno barjerą, moduliuotų mikrobiotą ir gerintų pacientų nuotaiką“, – apibendrina dr. Zhang Wei. „Su TSP tai tampa realybe.“

Perspektyvūs klientai

1. Naujas maisto papildas: TSP gali tapti saugiu maisto papildu IBD sergantiems pacientams
2. Psichobiotikai: priešuždegiminių ir anksiolitinių poveikių derinys atveria nišą „žarnyno ir smegenų“ sutrikimų gydymui.
3. Klinikiniai tyrimai: Tolesni žingsniai apima TSP saugumo ir farmakokinetikos įvertinimą sveikiems savanoriams ir pacientams, sergantiems lengvu opiniu kolitu.

Šis natūralios biologijos įkvėptas metodas žada visapusišką uždegiminės žarnyno ligos (UŽL) terapiją, kuri apjungia gleivinės apsaugą, mikrobiotinį reguliavimą ir psichoemocinės būsenos gerinimą.