Ihmisen maidon oligosakkaridien lisäravinteet voivat auttaa parantamaan suoliston terveyttä aikuisilla

Lisäravinteet ihmisen maidon oligosakkarideista (HMO), rintamaidon sokerit, voi auttaa parantamaan aikuisten suoliston terveyttä, Quadram -instituutissa tehdyn uuden tutkimuksen mukaan.

Käyttämällä erittäin kehittynyttä "gut-on-chip" -tekniikkaa, ne osoittivat, että HMO:iden käymistuotteet tekivät suolen vuorauksesta vähemmän "vuotavaa". Vuotava suoleneste on yhdistetty suolistosairauksiin, kuten keliakiaan, Crohnin tauti, ärtyvän suolen oireyhtymä sekä joukko muita kehoon vaikuttavia tiloja.

Tämä tutkimus tarjoaa tieteellistä näyttöä siitä, että HMO -yhdisteitä voidaan käyttää strategioiden kehittämiseen näiden tilojen torjumiseksi ja suoliston terveyden parantamiseksi aikuisilla.

Ihmisen maidon oligosakkaridit (HMO) ovat monimutkaisia ​​sulattamattomia sokereita, joita luonnossa on rintamaidossa. Ne ovat erityisen mielenkiintoisia niiden määrän ja rakenteellisen monimuotoisuuden vuoksi, joka tukee useita hyödyllisiä etuja vauvojen terveydelle.

Ne ovat tunnettuja prebioottisesta vaikutuksestaan ​​imeväisille, joissa ne toimivat ruoana suolistobakteereille, erityisesti bifidobakteereja. Näiden suolistobakteerien ylivoima suolistossa varmistaa terveen suoliston mikrobiston ja vähentää vaarallisten suolistotulehdusten riskiä imeväisillä.

Sen lisäksi, että niillä on osoitettu olevan hyödyllinen rooli imeväisten terveydessä, äskettäinen kliininen tutkimus osoitti, että kaksi erityistä HMO:ta, 2'-O-fukosyllaktoosi (2'FL) ja/tai lakto-N-neotetraoosi (LNnT), ovat turvallisia ja hyvin siedettyjä aikuisilla ja ovat aikuisen suoliston mikrobiston modulaattoreita ja lisäävät bifidobakteereja.

Tämä viittaa siihen, että HMO -lisäravinteet voivat olla arvokas strategia aikuisten terveyden moduloimiseksi. Kuitenkin, HMO:iden vaikutusta suolen esto -toimintoon ei ole paljolti tutkittu.

Tämän ratkaisemiseksi Quadram -instituutin välille syntyi yhteistyö, ruoka- ja terveystutkimuskeskus Norwich Research Parkissa, Iso -Britannia, ja Glycom, tanskalainen biotekniikkayhtiö ja maailman johtava HMO:iden toimittaja.

Heidän tutkimuksensa, julkaistu lehdessä Ravinteet , rahoitti osittain Biotekniikan ja biotieteiden tutkimusneuvosto (BBSRC).

Ihmisen suoliston mikrobien ekosysteemin simulaattoria (SHIME®) käytettiin määrittämään HMO:iden vaikutus aikuisten suoliston mikrobiston koostumukseen ja toimintaan.

Nämä kokeet suoritettiin ProDigestissa, spin-off-yritys mikro-ekologian ja -tekniikan keskuksesta (CMET), sijaitsee Gentin yliopistossa Belgiassa.

Tulokset osoittivat, että 2'FL:n käyminen, LNnT ja niiden yhdistelmät johtivat bifidobakteerien lisääntymiseen, johon liittyy lyhytketjuisten rasvahappojen lisääntyminen.

Professori Nathalie Jugen tiimi Quadram-instituutissa käytti tämän fermentaation tuotteita tutkimalla fermentoitujen HMO-yhdisteiden vaikutusta solulinjojen ja kehittyneiden suoliston sirumalleihin.

Caco2 -solut ovat solulinja, joka on alun perin johdettu ihmisen suolistosta ja jota käytetään laajasti tutkimuksessa, niiden järjestäminen yhdeksi kerrokseksi on vakiintunut malli suolen ja sen läpäisevyyden tutkimiseksi.

Läpäisevyyden merkittävä lasku havaittiin käyttämällä Caco2 -solukerroksia, joissa oli fermentoituja HMO -yhdisteitä, johon liittyy tiettyjen proteiinien lisääntyminen, joiden tiedetään auttavan ylläpitämään esteen eheyttä, tiukan liitoksen proteiineja ja sytokiinejä.

Vaikka nämä tulokset ovat lupaavia, ne on vielä käännettävä tutkimukseen ihmisillä, mutta vuorovaikutusten tutkiminen solutasolla suoliston sisällä on erittäin vaikeaa.

Arvioida havaintojen kääntämistä ihmisille, tiimi käytti kehittyneitä ihmisen paksusuolen in vitro -malleja, jotka on kehittänyt Emulate Inc, bioteknologiayritys Bostonissa, Yhdysvallat. He ovat erikoistuneet Organs-on-Chips -teknologiaan-ihmissolupohjaiseen tekniikkaan, joka luo elintason toiminnot mallintamaan elimiä terveissä ja sairaissa tiloissa.

Intestine-Chip on mikrotekninen alusta, joka mahdollistaa suolen vuorauksen muodostavien epiteelisolujen viljelyn kudosspesifisten mikrovaskulaaristen endoteelisolujen kanssa mikrofluidisissa olosuhteissa. Tämä Emulatein kehittämä menetelmä luo uudelleen solujen mikroympäristön, mukaan lukien kudosten väliset rajapinnat, mediavirta, ja mekaaniset voimat, kuten virtaus ja venytys.

BBSRC:n joustavan kykyjen liikkuvuustilin kautta, joka myönnettiin tohtori Tanja Suligojille Juge Labissa, Quadram-instituuttiin on perustettu gut-on-chip-järjestelmä tukemaan suoliston translaatiotutkimuksia.

Yhteistyössä Norwich Research Park (NRP) Biorepositoryn ja Norfolkin ja Norwichin yliopistollisen sairaalan (NNUH) kanssa ihmisen suoliston koepalat terveistä, suostuneita aikuisia käytettiin organoidien tuottamiseen. Organoidit ovat itseorganisoituneita soluryhmiä, jotka kasvavat jäljittelemään elinten kudoksia - tässä tapauksessa proksimaalisia, paksusuolen poikittaiset ja distaaliset alueet.

Nämä kylvettiin sitten siruille paksusuolen suolistosirujen tuottamiseksi, joita viljeltiin mikrofluidisissa olosuhteissa suolen epiteelin rakenteen ja toiminnan luomiseksi. Käyttämällä tätä järjestelmää, ne osoittivat tiettyjen tiukan liitoksen proteiinien merkittävää lisääntymistä kaikissa kolmessa suolen päällä olevassa sirussa fermentoidun 2-'FL:n käsittelyn jälkeen.

Otettu yhdessä, Nämä tiedot osoittivat, että bifidobakteerien kasvun ja terveen mikrobiston tukemisen lisäksi HMO:lla on kyky moduloida immuunitoimintaa ja suoliston estettä, tukemalla HMO:iden mahdollisuuksia tarjota terveyshyötyjä aikuisille.

HMO -lääkkeitä käytetään imeväisten terveyden parantamiseen, lisäravinteina maidonmaidossa, mutta tämä työ osoittaa mahdollisen sovelluksen aikuisille, erityisesti niille, joilla on vuotavaan suolistoon liittyviä häiriöitä, kuten IBS.

Lisää tutkimusta tarvitaan, etenkin ihmisillä, joilla on tila, jota haluamme hoitaa, mutta tämä tutkimus korostaa myös gut-on-chip-alustan mahdollisuuksia fysiologisena mallina, perustuu ihmisen biopsioihin, saadakseen mekaanisia näkemyksiä suoliston esteen toiminnasta. "

Nathalie Juge, Proffesor, Quadram -instituutti

• RUDN-geneetikko löytää bifidobakteerisen proteiinin, joka voi vähentää tulehdusta COVID-19:ssä
• Tutkimus osoittaa, että kolonoskopiasta ei ole tietoa korkean riskin potilailla