Naukowcy z Scripps Research opracowali cząsteczki, które mogą przemodelować populację bakteryjną jelit pozwalając na obniżenie poziomu cholesterolu i silnie hamują rozwój miażdżycy.
Naukowcy, którzy opublikowali swoje odkrycia w Nature Biotechnology, stworzyli zestaw cząsteczek, które mogą spowolnić wzrost mniej pożądanych gatunków bakterii jelitowych. U myszy, u których na diecie wysokotłuszczowej obserwuje się wysoki poziom cholesterolu i miażdżycę , peptydy korzystnie przesunęły równowagę gatunków w mikrobiomie jelitowym. Zmiana ta obniżyła poziom cholesterolu i dramatycznie spowolniła gromadzenie się złogów tłuszczu w tętnicach co jest charakterystyczne dla miażdżycy.
„Zaskakujące było dla nas to, że po prostu przebudowa mikrobiomu jelitowego może mieć tak szeroki efekt” - mówi dr Reza Ghadiri, profesor na Wydziale Chemii w Scripps Research. Mikrobiom jelitowy, który obejmuje setki gatunków bakterii, ewoluował dawno temu w ramach fundamentalnej symbiozy: bakterie mają miejsce do życia i źródło substancji odżywczych, a w zamian pomagają gospodarzom trawić pokarm.
W ciągu ostatnich dwóch dziesięcioleci te symbiotyczne bakterie stały się przedmiotem intensywnych badań na całym świecie, ponieważ naukowcy odkryli, że drobnoustroje - częściowo dzięki produkcji cząsteczek zwanych metabolitami - nie tylko pomagają trawić pokarm, ale odgrywają rolę w metabolizmie, odporności pełniąc inne ważne funkcje. Kiedy ludzie nadużywają antybiotyków lub spożywają „zachodnie” diety bogate w węglowodany, tłuszcze i cukier, mikrobiom jelitowy można zmienić w sposób sprzyjający chorobom.
Rzeczywiście wydaje się teraz, że zwiększone ryzyko otyłości, cukrzycy, nadciśnienia tętniczego i miażdżycy, które wynika z diety zachodniej, jest częściowo spowodowane niekorzystnymi zmianami w mikrobiomie.
Ten wniosek skłonił naukowców do poszukiwania sposobów na przemodelowanie mikrobiomu w celu wycofania tych niekorzystnych zmian w celu przywrócenia dobrego zdrowia. Ghadiri i jego zespół pracują nad metodą polegającą na dostarczaniu małych cząsteczek w celu zabicia lub spowolnienia wzrostu złych bakterii jelitowych bez wpływu na dobre bakterie jelitowe.
„Nasze podejście, wykorzystujące małe cząsteczki zwane cyklicznymi peptydami, jest inspirowane naturą” - mówi współautor, dr Luke Leman, profesor nadzwyczajny na Wydziale Chemii w Scripps Research. „Nasze komórki naturalnie wykorzystują różnorodny zbiór cząsteczek do regulowania populacji naszych bakterii jelitowych”.
Przed badaniem zespół miał już niewielką grupę cyklicznych peptydów, które zostały uzyskane przy użyciu technik chemicznych. Na potrzeby doświadczenia stworzyli system badań przesiewowych w celu ustalenia, czy którykolwiek z tych peptydów mógłby korzystnie przemodelować mikrobiom jelitowy ssaków poprzez tłumienie niepożądanych gatunków bakterii jelitowych.
Wykorzystując do badania zmienione genetycznie myszy podatne na wysoki poziom cholesterolu, karmili zwierzęta dietą typu zachodnioeuropejskiego, która szybko i niezawodnie wytwarza wysoki poziom cholesterolu we krwi i miażdżycę, a także niekorzystne zmiany w mikrobiomie jelitowym. Następnie naukowcy pobrali próbki z jelit zwierząt i zastosowali inny cykliczny peptyd do każdej próbki. Dzień później zsekwencjonowali bakteryjny DNA w próbkach, aby ustalić, które peptydy wpłynęły na mikrobiom jelitowy w odpowiedni sposób.
Naukowcy wkrótce zidentyfikowali dwa peptydy, które znacznie spowolniły wzrost niepożądanych bakterii jelitowych, przybliżając równowagę gatunków do tego, co obserwuje się u myszy karmionych zdrowszą dietą. Korzystając z tych peptydów w leczeniu myszy podatnych na miażdżycę, które stosowały dietę typu zachodnioeuropejskiego, stwierdzono znaczne obniżenie poziomu cholesterolu we krwi zwierząt w porównaniu z tymi, które nie były poddawane leczeniu. Różnica ta wynosiła aż 36 procent. Odkryli również, że po 10 tygodniach blaszki miażdżycowe w tętnicach leczonych myszy zmniejszyły się o około 40 procent w porównaniu do myszy, które nie były leczone.
Te cykliczne peptydy użyte w badaniach wyraźnie współdziałały z zewnętrzną częścią błony niektórych komórek bakteryjnych, spowalniając lub hamując ich wzrost. Ghadiri i jego zespół badają te peptydy od lat i opracowali zestaw peptydów, które nie wykazują toksyczności w przypadku komórek ssaków. Cząsteczki przechodzą także przez jelito bez wchodzenia do krwioobiegu. W badaniu peptydy były dostarczane myszom w wodzie do picia i nie były związane z żadnymi niekorzystnymi skutkami ubocznymi.
Komentarze
[ z 0]