Obnavljanje nezdravih crijevnih mikrobioma uz pomoć sintetskih peptida

Crijevni mikrobiom sadrži stotine različitih vrsta bakterija i tu se nalazi najveća koncentracija bakterija koje žive u nama. Kad bismo svi imali zdravu prehranu, vježbao i nije stario, ne bismo imali problema s mikrobiomom crijeva i mnogim bolestima. Ali, tako ne žive svi ljudi. Trenutne metode usmjerene na poboljšanje sastava crijevnih mikrobioma uključuju prebiotike, probiotici ili terapije lijekovima. Naš cilj je bio zauzeti potpuno novi pristup -; preoblikovati mikrobiom. "

M. Reza Ghadiri, Dr. Sc., voditelj studije

Ključ istraživanja je klasa molekula koja se naziva samo-sastavljajući ciklički D, L-α-peptidi. Prvotno su stvoreni u Ghadirijevom laboratoriju kako bi ubili patogene bakterije. Peptidi su kratki lanci aminokiselina međusobno povezani; oni su građevni blokovi proteina. Ghadirijevi peptidi se ne nalaze u prirodi i imaju vrlo specifičan način djelovanja i selektivnost protiv različitih vrsta bakterija.

"Naša hipoteza je bila da umjesto da ubijaju bakterije, kad bismo mogli selektivno modulirati rast određenih vrsta bakterija u crijevnom mikrobiomu pomoću naših peptida, više bi korisnih bakterija raslo kako bi ispunilo nišu, i crijeva bi se 'preuredila' u zdrava crijeva, "Ghadiri objašnjava." Naša je teorija bila da će proces spriječiti nastanak ili napredovanje određenih kroničnih bolesti. "

Za provjeru ove hipoteze, Ghadiri je odabrao kardiovaskularnu bolest i upotrijebio je soj miševa poznatih kao miševi s nokautima LDL receptora. "Ovi su miševi uzgojeni kako bi napredovali na dijetama s niskim udjelom masti, ali kad se hrane dijetom bogatom zasićenim mastima -; takozvana zapadnjačka dijeta -; razvijaju visoki kolesterol u plazmi, osobito LDL ili "loš" tip, "Ghadiri objašnjava." U roku od 10 do 12 tjedana, razvijaju plakove u svojim arterijama kakve biste pronašli kod pacijenata s aterosklerozom. "Miševi s nokautima LDL receptora" zlatni su standard "za ispitivanje učinkovitosti statina, koji se naširoko koriste za smanjenje razine kolesterola.

Da biste pronašli najbolje peptide za testiranje na modelu miša, tim je razvio test masovnog probira. Znanstvenici su u laboratoriju uzgojili reprezentativni mišji mikrobiom, a zatim su s njim testirali različite peptide. Ghadiri je zatim odabrao dva peptida koja su se pokazala najučinkovitijima za preoblikovanje mikrobioma crijeva miša u stanje koje nalikuje crijevnom mikrobiomu miševa na dijeti s niskim udjelom masti.

Naknadna studija obuhvatila je tri skupine miševa. Jedna grupa je bila na prehrani s niskim udjelom masti, druga grupa se hranila zapadnjačkom prehranom, a treća skupina je hranjena zapadnjačkom prehranom plus oralnim dozama jednog ili drugog od dva peptida. Iz fekalnih uzoraka, istraživači su sekvencirali crijevni mikrobiom iz sve tri skupine prije i poslije doziranja. Također su mjerili razine molekula koje utječu na imunološki sustav, upala i metabolizam, i pregledao arterije životinja na plakove.

"Miševi hranjeni zapadnom prehranom s našim peptidima imali su smanjenje ukupnog kolesterola u plazmi za 50%, i nije bilo značajnih naslaga u arterijama, u usporedbi s miševima koji su hranjeni zapadnjačkom prehranom i bez peptida, "Ghadiri kaže." Također smo vidjeli potisnute razine molekula koje povećavaju upalu i uravnotežene razine metabolita relevantnih za bolest. Ovi su miševi nalikovali onima na dijeti s niskim udjelom masti. "

Mehanizmi pomoću kojih se to događa najvjerojatnije uključuju gene koji utječu na žučne kiseline, koji pak utječu na metabolizam kolesterola, kao i drugi geni koji utječu na upalne procese poput ateroskleroze, Kaže Ghadiri.

"Ovo je prvi put da je netko pokazao da postoje molekule koje namjerno preoblikuju crijevni mikrobiom i pretvaraju nezdrava crijeva u zdravija, "kaže." To otvara jasne terapijske mogućnosti. Možemo odrediti utrobu pojedinaca i na kraju razviti terapije. "

• Genetski mijenjanje proteina u stanicama raka debelog crijeva može povećati učinkovitost kemoterapije
• Slanje podsjetnika i tekstualnih uputa povećava stopu kolonoskopija