A tudósok, akik beszámolnak eredményeikről Természet biotechnológia , peptideknek nevezett molekulák sorozatát hozta létre, amelyek lassíthatják a kevésbé kívánatos bélbaktériumok növekedését.
Azokban az egerekben, amelyekben magas zsírtartalmú étrendből magas koleszterinszint és érelmeszesedés alakul ki, a peptidek előnyösen eltolták a fajok egyensúlyát a bél mikrobiómában, ami az emésztőrendszerben élő baktériumok billióira vonatkozik.
Ez az eltolás csökkentette a koleszterinszintet és drámaian lelassította a zsírok lerakódását az artériákban-ezek a tünetek az érelmeszesedés jellemzői.
Az ateroszklerózis olyan állapot, amely szívrohamhoz és agyvérzéshez vezet, a két fő halálok az emberek között.
"Meglepő volt számunkra, hogy a bél mikrobióma egyszerű átalakítása ilyen kiterjedt hatást fejthet ki, "-mondja a tanulmány társszerzője, Reza Ghadiri, Ph.D., a Scripps Research Kémia Tanszékének professzora.
A bél mikrobiomája, amely több száz baktériumfajt tartalmaz, régen alakult ki egy alapvető szimbiózis részeként:a baktériumok lakóhelyet és sok ételt kapnak, és cserébe, segítik állatgazdáikat, nagyrészt azáltal, hogy segíti őket az élelmiszer megemésztésében.
Az elmúlt két évtizedben, ezek a szimbiotikus baktériumok világszerte intenzív tanulmányok középpontjába kerültek, a tudósok felfedezték, hogy a mikrobák-részben a metabolitoknak nevezett molekulák előállítása révén-nemcsak segítik az ételek megemésztését, hanem szerepet játszanak az anyagcserében is, immunitás és egyéb fontos funkciók.
A tudósok azt is megtanulták, hogy ennek a szimbiózisnak hátránya is lehet a baktériumok emberi gazdaszervezetei számára. Amikor az emberek túlzottan használják az antibiotikumokat, vagy szénhidrátban gazdag "nyugati" étrendet fogyasztanak, zsírok, és a cukor, a bél mikrobioma megváltoztatható a betegségeket elősegítő módokon.
Valóban, most úgy tűnik, hogy az elhízás fokozott kockázata, cukorbetegség, magas vérnyomás, és az érelmeszesedés, amelyet a nyugati étrend ad, részben a mikrobiom káros változásainak köszönhető.
Ez a felismerés arra késztette a kutatókat, hogy keressék a mikrobióma átalakításának módjait, azzal a céllal, hogy visszavessék ezeket a kedvezőtlen változásokat az egészség helyreállítása érdekében.
Ghadiri és csapata olyan módszeren dolgozik, amely magában foglalja a kis molekulák szállítását a rossz bélbaktériumok elpusztítására vagy lassítására, anélkül, hogy befolyásolná a jó bélbaktériumokat.
A mi megközelítésünk, ciklikus peptideknek nevezett kis molekulákat használva, a természet ihlette, Sejtjeink természetesen sokféle molekulagyűjteményt használnak, beleértve az antimikrobiális peptideket is, hogy szabályozzák a bél mikrobák populációit. "
Luke Leman, Ph.D., Társszerző és adjunktus, Kémiai Tanszék, Scripps kutatás
A kísérletek előtt, a csapatnak már volt egy kis gyűjteménye ciklikus peptidekből, amelyeket kémiai technikákkal készítettek.
A tanulmányhoz, szűrőrendszert állítottak fel annak megállapítására, hogy e peptidek közül bármelyik előnyösen átalakíthatja -e az emlős bél mikrobiómáját a nemkívánatos bélbaktériumok elnyomásával.
Olyan egerek használatával, amelyek genetikailag érzékenyek a magas koleszterinszintre, nyugati típusú étrenddel etették az állatokat, amely gyorsan és megbízhatóan magas vérkoleszterint és érelmeszesedést eredményez, valamint a bél mikrobiómájának kedvezőtlen eltolódásai.
A kutatók ezután mintát vettek az állatok béltartalmából, és minden mintára más ciklikus peptidet alkalmaztak.
Egy nappal később, szekvenálták a bakteriális DNS -t a mintákban annak megállapítására, hogy mely peptidek tolták el a bél bakteriomáját a kívánt irányba.
A tudósok hamarosan azonosítottak két peptidet, amelyek jelentősen lelassították a nemkívánatos bélbaktériumok növekedését, a fajok egyensúlyának közelebb helyezése ahhoz, amit az egészséges eledellel táplált egereknél tapasztalunk.
Ezeknek a peptideknek az alkalmazása az ateroszklerózisra hajlamos egerek kezelésére, akik magas zsírtartalmú nyugati étrendet fogyasztottak, feltűnő csökkenést találtak az állatok vérében a koleszterinszintben a kezeletlen egerekhez képest-körülbelül 36 százalékkal két hetes kezelés után.
Azt is megállapították, hogy 10 hét elteltével az ateroszklerotikus plakkok a kezelt egerek artériáiban körülbelül 40 százalékkal csökkentek, a kezeletlen egerekhez képest.
"Ezek igazán figyelemre méltó hatások voltak, - mondja Ghadiri.
A vizsgálatban használt ciklikus peptidek nyilvánvalóan kölcsönhatásba lépnek bizonyos baktériumsejtek külső membránjaival oly módon, hogy lassítják vagy megállítják a sejtek növekedését.
Ghadiri és csapata évek óta kutatja ezeket a peptideket, és tucatnyi készletet állított össze, amelyek nem mutatnak toxicitást az emlősök sejtjeire.
A molekulák a bélben is áthaladnak anélkül, hogy belépnének a véráramba. A tanulmányban a peptideket ivóvízben juttatták az egerekhez, és nem jártak semmilyen káros mellékhatással.
Az elvi bizonyítás demonstrációján felbuzdulva, a kutatók most a cukorbetegséget modellező egereken tesztelik peptidjeiket, egy másik gyakori állapot, amelyet egészségtelen mikrobiómához kapcsoltak.
"Az egér bél mikrobiómájának irányított átalakítása gátolja az ateroszklerózis kialakulását" - írta Poshen Chen, Audrey Black, Adam Sobel, Yannan Zhao, Purba Mukherjee, Bhuvan Molparia, Nina Moore, Német Muench, Jiejun Wu, Weixuan Chen, Antonio Pinto, Bruce Maryanoff, Alan Saghatelian, Pejman Soroosh, Ali Torkamani, Luke Leman és Reza Ghadiri.