Prestavba nezdravých črevných mikrobiómov pomocou syntetických peptidov

Ste to, čo jete -; až po mikrobióm žijúci vo vašich črevách. Strava môže ovplyvniť, ktoré mikróby sa nachádzajú v črevnom trakte, a výskum ukázal, že škodlivé zmeny črevných mikrobiómov môžu viesť k chorobám, ako sú srdcové choroby, obezita a rakovina. Dnes, vedci budú informovať o vývoji molekúl, ktoré sa môžu zmeniť, alebo prerobiť, nezdravé črevné mikrobiómy u myší na zdravšie. Výskum by sa jedného dňa mohol uplatniť aj pri iných stavoch spojených s diétou.

Vedci predstavia svoje výsledky na národnom stretnutí a výstave Americkej chemickej spoločnosti (ACS) na jeseň 2019. ACS, najväčšia vedecká spoločnosť na svete, koná stretnutie tu do štvrtka. Má viac ako 9, 500 prezentácií na široké spektrum prírodovedných tém.

Črevný mikrobióm obsahuje stovky rôznych druhov baktérií a nachádza sa v ňom najväčšia koncentrácia baktérií, ktoré v nás žijú. Ak by sme všetci jedli zdravú výživu, cvičil a nestarol, nemali by sme problémy s črevným mikrobiómom a mnohými chorobami. Ale, takto nežijú všetci ľudia. Súčasné metódy zamerané na zlepšenie zloženia črevných mikrobiómov zahŕňali prebiotiká, probiotiká alebo liekové terapie. Našim cieľom bolo zvoliť úplne nový prístup -; prerobiť mikrobióm “.

M. Reza Ghadiri, Ph.D., vedúci štúdie

Kľúčom k výskumu je trieda molekúl nazývaná samonosné cyklické D, L-a-peptidy. Boli vytvorené v Ghadiriho laboratóriu pôvodne na zabíjanie patogénnych baktérií. Peptidy sú krátke reťazce aminokyselín navzájom spojené; sú stavebnými kameňmi bielkovín. Ghadiriho peptidy sa v prírode nenachádzajú a majú vysoko špecifický spôsob aktivity a selektivity voči rôznym druhom baktérií.

„Našou hypotézou bolo, že namiesto zabíjania baktérií, keby sme mohli selektívne modulovať rast určitých druhov baktérií v črevnom mikrobióme pomocou našich peptidov, na vyplnenie medzery by vyrástlo viac prospešných baktérií, a črevo by sa „prerobilo“ na zdravé črevo, „Ghadiri vysvetľuje.“ Našou teóriou bolo, že tento proces zabráni vzniku alebo progresii určitých chronických chorôb. “

Na otestovanie tejto hypotézy Ghadiri si vybral kardiovaskulárne ochorenie a použil kmeň myší známych ako knockoutované myši LDL receptora. „Tieto myši boli chované tak, aby prospievali diétou s nízkym obsahom tukov, ale keď sú kŕmené stravou s vysokým obsahom nasýtených tukov -; takzvaná západná strava -; vyvíjajú vysoký plazmatický cholesterol, najmä LDL alebo „zlý“ typ, „Ghadiri vysvetľuje.“ Do 10 až 12 týždňov, vo svojich tepnách sa im tvoria plaky, aké by ste našli u pacientov s aterosklerózou. „Myši s vyrazeným LDL receptorom sú„ zlatým štandardom “na testovanie účinnosti statínov, ktoré sa široko používajú na zníženie hladiny cholesterolu.

Ak chcete nájsť najlepšie peptidy na testovanie na myšacom modeli, tím vyvinul hromadný skríningový test. Vedci v laboratóriu vypestovali reprezentatívny myší mikrobióm a potom s ním testovali rôzne peptidy. Ghadiri potom vybral dva peptidy, ktoré sa zdali byť najúčinnejšie na prestavbu črevného mikrobiómu myší do stavu podobného črevnému mikrobiómu myší na diéte s nízkym obsahom tukov.

Následná štúdia zahŕňala tri skupiny myší. Jedna skupina bola kŕmená diétou s nízkym obsahom tukov, iná skupina bola kŕmená západnou stravou, a tretia skupina bola kŕmená západnou stravou plus orálnymi dávkami jedného alebo druhého z týchto dvoch peptidov. Zo vzoriek stolice vedci sekvenovali črevný mikrobióm zo všetkých troch skupín pred a po podaní dávky. Tiež merali hladiny molekúl, ktoré ovplyvňujú imunitný systém, zápal a metabolizmus, a vyšetril zvieracím tepnám plaky.

„Myši kŕmené západnou stravou s našimi peptidmi mali 50% zníženie celkového plazmatického cholesterolu, a v tepnách nebol žiadny významný plak, v porovnaní s myšami kŕmenými západnou stravou a bez peptidov, „Ghadiri.“ Tiež sme videli znížené hladiny molekúl, ktoré zvyšujú zápal a vyvážené hladiny metabolitov relevantných pre chorobu. Tieto myši sa podobali myšiam s nízkotučnou diétou. “

Mechanizmy, ktorými sa to deje, s najväčšou pravdepodobnosťou zahŕňajú gény, ktoré ovplyvňujú žlčové kyseliny, ktoré zase ovplyvňujú metabolizmus cholesterolu, ako aj ďalšie gény, ktoré ovplyvňujú zápalové procesy, ako je ateroskleróza, Ghadiri hovorí.

„Toto je prvýkrát, čo niekto ukázal, že existujú molekuly, ktoré účelovo upravujú črevný mikrobióm a robia z nezdravého čreva zdravšie, “hovorí.” To otvára jasné terapeutické možnosti. Môžeme sekvenovať vnútornosti jednotlivcov a nakoniec vyvinúť terapie. “

• Geneticky meniace sa proteíny v bunkách rakoviny hrubého čreva môžu zvýšiť účinnosť chemoterapie
• Odosielanie pripomienok a textových pokynov zvyšuje rýchlosť kolonoskopií