Mokslininkai, kurie praneša apie savo išvadas Gamtos biotechnologijos , sukūrė molekulių, vadinamų peptidais, rinkinį, kuris gali sulėtinti mažiau pageidaujamų žarnyno bakterijų rūšių augimą.
Pelėms, kurioms dėl didelio riebalų kiekio padidėja cholesterolio kiekis ir aterosklerozė ,. peptidai naudingai pakeitė žarnyno mikrobiomos rūšių pusiausvyrą, Tai reiškia trilijonus bakterijų, gyvenančių virškinimo sistemoje.
Šis poslinkis sumažino cholesterolio kiekį ir smarkiai sulėtino riebalų sankaupų kaupimąsi arterijose-simptomus, kurie yra aterosklerozės požymiai.
Aterosklerozė yra būklė, sukelianti širdies priepuolius ir insultus, dvi pagrindinės žmonių mirties priežastys.
„Mums buvo nuostabu, kad vien tik žarnyno mikrobiomos pertvarkymas gali turėti tokį didelį poveikį, “-sako tyrimo bendraautorė Reza Ghadiri, Daktaras, Scripps tyrimų chemijos katedros profesorius.
Žarnyno mikrobiomas, kuris apima šimtus bakterijų rūšių, seniai išsivystė kaip esminės simbiozės dalis:bakterijos gauna vietą gyventi ir daug valgyti, ir mainais, jie padeda savo gyvūnų šeimininkams, daugiausia padedant jiems virškinti maistą.
Per pastaruosius du dešimtmečius, šios simbiotinės bakterijos tapo intensyvaus tyrimo visame pasaulyje objektu, kaip mokslininkai atrado, kad mikrobai-iš dalies gamindami molekules, vadinamas metabolitais-ne tik padeda virškinti maistą, bet ir atlieka svarbų vaidmenį metabolizme, imunitetas ir kitos svarbios funkcijos.
Mokslininkai taip pat sužinojo, kad ši simbiozė gali turėti neigiamą poveikį bakterijų šeimininkams. Kai žmonės per daug vartoja antibiotikus arba vartoja „vakarietišką“ dietą, kurioje gausu angliavandenių, riebalai, ir cukraus, žarnyno mikrobiomą galima pakeisti taip, kad paskatintų ligas.
Iš tikrųjų, dabar atrodo, kad padidėja nutukimo rizika, diabetas, hipertenzija, ir aterosklerozę, kurią sukelia vakarietiška dieta, iš dalies lemia neigiami mikrobiomos pokyčiai.
Šis pripažinimas paskatino mokslininkus ieškoti būdų, kaip pertvarkyti mikrobiomą, siekiant atšaukti tuos neigiamus pokyčius, kad būtų atkurta gera sveikata.
Ghadiri ir jo komanda dirbo prie metodo, kuris apima mažų molekulių tiekimą, kad sunaikintų ar sulėtintų blogų žarnyno bakterijų augimą, nepaveikdamas gerųjų žarnyno bakterijų.
Mūsų požiūris, naudojant mažas molekules, vadinamas cikliniais peptidais, įkvėptas gamtos, Mūsų ląstelės natūraliai naudoja įvairią molekulių kolekciją, įskaitant antimikrobinius peptidus, kad sureguliuotų mūsų žarnyno mikrobų populiacijas. "
Lukas Lemanas, Daktaras, Vyresnysis autorius ir docentas, Chemijos katedra, Scripps tyrimai
Prieš eksperimentus, komanda jau turėjo nedidelę ciklinių peptidų kolekciją, kuri buvo pagaminta naudojant chemijos metodus.
Tyrimui, jie sukūrė atrankos sistemą, kad nustatytų, ar kuris nors iš šių peptidų gali naudingai pertvarkyti žinduolių žarnyno mikrobiomą, slopindamas nepageidaujamas žarnyno bakterijų rūšis.
Naudojant peles, kurios yra genetiškai jautrios aukštam cholesterolio kiekiui, jie šėrė gyvūnus vakarietiška dieta, kuri greitai ir patikimai gamina aukštą cholesterolio kiekį kraujyje ir aterosklerozę, taip pat neigiami žarnyno mikrobiomo poslinkiai.
Tada tyrėjai paėmė gyvūnų žarnyno turinį ir kiekvienam mėginiui pritaikė skirtingą ciklinį peptidą.
Po dienos, jie sekvenavo bakterijų DNR mėginiuose, kad nustatytų, kurie peptidai nukreipė žarnyno bakteriomą norima kryptimi.
Netrukus mokslininkai nustatė du peptidus, kurie žymiai sulėtino nepageidaujamų žarnyno bakterijų augimą, perkeliant rūšių balansą arčiau to, kas matoma pelėms, kurios šeriamos sveikesne mityba.
Naudojant šiuos peptidus gydyti aterosklerozės linkusias peles, kurios laikėsi riebios vakarietiškos dietos, jie pastebimai sumažino gyvūnų cholesterolio kiekį kraujyje, palyginti su neapdorotomis pelėmis-maždaug 36 proc. po dviejų gydymo savaičių.
Jie taip pat nustatė, kad po 10 savaičių aterosklerozinių plokštelių apdorotų pelių arterijose plotas sumažėjo apie 40 proc., lyginant su neapdorotų pelių savybėmis.
„Tai buvo tikrai puikus poveikis, “ - sako Ghadiri.
Tyrime naudojami cikliniai peptidai, matyt, sąveikauja su tam tikrų bakterijų ląstelių išorinėmis membranomis taip, kad sulėtėja arba sustabdomas ląstelių augimas.
Ghadiri ir jo komanda daugelį metų tyrinėjo šiuos peptidus ir sudarė dešimtis rinkinių, kurie nerodo jokio toksiškumo žinduolių ląstelėms.
Molekulės taip pat praeina per žarnyną, nepatekdamos į kraują. Tyrime, peptidai buvo pristatyti pelėms į geriamąjį vandenį ir nebuvo susiję su jokiu nepageidaujamu šalutiniu poveikiu.
Nudžiugino principo įrodymas, tyrėjai dabar tiria savo peptidus pelėse, kurios modeliuoja diabetą, kita dažna būklė, susijusi su nesveiku mikrobiomu.
„Pelės žarnyno mikrobiomo nukreiptas pertvarkymas slopina aterosklerozės vystymąsi“, - parašė Poshenas Chenas, Audrey Black, Adomas Sobelis, Yannan Zhao, Purba Mukherjee, Bhuvan Molparia, Nina Moore, Vokiečių Muench, Jiejun Wu, Weixuan Chen, Antonio Pinto, Bruce'as Maryanoffas, Alanas Saghatelianas, Pejmanas Soroosas, Ali Torkamani, Lukas Lemanas ir Reza Ghadiri.