Preoblikovanje nezdravih črevesnih mikrobiomov s pomočjo sintetičnih peptidov

Si kar ješ -; vse do mikrobioma, ki živi v črevesju. Prehrana lahko vpliva na to, kateri mikrobi so v črevesnem traktu, in raziskave so pokazale, da lahko škodljive spremembe črevesnih mikrobiomov povzročijo bolezni, kot so bolezni srca, debelost in rak. Danes, znanstveniki bodo poročali o razvoju molekul, ki se lahko spremenijo, ali preoblikovati, nezdrave črevesne mikrobiome pri miših v bolj zdrave. Raziskavo bi nekoč lahko uporabili tudi pri drugih pogojih, povezanih s prehrano.

Raziskovalci bodo svoje rezultate predstavili na jesenskem nacionalnem srečanju in razstavi Ameriškega kemijskega združenja (ACS). ACS, največje znanstveno društvo na svetu, ima sestanek tukaj do četrtka. Ima več kot 9, 500 predstavitev o številnih znanstvenih temah.

Črevesni mikrobiom vsebuje na stotine različnih vrst bakterij in tam je največja koncentracija bakterij, ki živijo v nas. Če bi vsi jedli zdravo prehrano, telovadili in se ne starali, ne bi imeli težav z črevesnim mikrobiomom in številnimi boleznimi. Ampak, tako ne živijo vsi ljudje. Sedanje metode za izboljšanje sestave črevesnih mikrobiomov vključujejo prebiotike, probiotiki ali terapije z zdravili. Naš cilj je bil sprejeti popolnoma nov pristop -; za preoblikovanje mikrobioma. "

M. Reza Ghadiri, Doktor znanosti, vodja študije

Ključ do raziskave je razred molekul, imenovan samosestavljivi ciklični D, L-α-peptidi. Prvotno so bili ustvarjeni v laboratoriju Ghadiri za ubijanje patogenih bakterij. Peptidi so kratke verige aminokislin, povezane skupaj; so gradniki beljakovin. Ghadirijevih peptidov v naravi ne najdemo in imajo zelo specifičen način delovanja in selektivnost proti različnim vrstam bakterij.

"Naša hipoteza je bila, da namesto da bi ubili bakterije, če bi lahko selektivno modulirali rast nekaterih vrst bakterij v črevesnem mikrobiomu z uporabo naših peptidov, več koristnih bakterij bi zapolnilo nišo, in črevesje bi bilo "preoblikovano" v zdravo črevo, "Pojasnjuje Ghadiri." Naša teorija je bila, da bi proces preprečil nastanek ali napredovanje nekaterih kroničnih bolezni. "

Za preverjanje te hipoteze Ghadiri se je odločil za bolezni srca in ožilja ter uporabil sev miši, znan kot miši za izločanje receptorjev LDL. "Te miši so bile vzrejene, da bi uspevale na dieti z nizko vsebnostjo maščob, ko pa se prehranjujejo z visoko vsebnostjo nasičenih maščob -; tako imenovana zahodna prehrana -; imajo visok holesterol v plazmi, zlasti LDL ali "slab" tip, "Pojasnjuje Ghadiri." V 10 do 12 tednih, v svojih arterijah razvijejo plake, kot bi jih našli pri bolnikih z aterosklerozo. "Izločilne miši LDL receptorjev so" zlati standard "za testiranje učinkovitosti statinov, ki se pogosto uporabljajo za zniževanje ravni holesterola.

Če želite poiskati najboljše peptide za testiranje na modelu miške, ekipa je razvila test množičnega presejanja. Znanstveniki so v laboratoriju gojili reprezentativni mišji mikrobiom in nato z njim testirali različne peptide. Ghadiri je nato izbral dva peptida, ki sta se izkazala za najučinkovitejša za preoblikovanje črevesnega mikrobioma miši v stanje, ki spominja na črevesni mikrobiom miši na dieti z nizko vsebnostjo maščob.

Kasnejša študija je vključevala tri skupine miši. Ena skupina se je hranila z nizko vsebnostjo maščob, druga skupina se je hranila z zahodno prehrano, tretja skupina pa je bila hranjena z zahodnjaško prehrano in peroralnimi odmerki enega ali drugega peptida. Iz vzorcev iztrebkov, raziskovalci so sekvencirali črevesni mikrobiom iz vseh treh skupin pred in po odmerjanju. Izmerili so tudi ravni molekul, ki vplivajo na imunski sistem, vnetje in presnova, in pregledali arterije živali za plake.

"Miši, hranjene z zahodno prehrano z našimi peptidi, so imele 50% zmanjšanje celotnega plazemskega holesterola, v arterijah ni bilo pomembnih zobnih oblog, v primerjavi z miši, hranjenimi z zahodnjaško prehrano in brez peptidov, "Ghadiri pravi." Videli smo tudi zmanjšane ravni molekul, ki povečujejo vnetje in uravnotežene ravni presnovkov, pomembnih za bolezen. Te miši so bile podobne tistim na dieti z nizko vsebnostjo maščob. "

Mehanizmi, po katerih to poteka, najverjetneje vključujejo gene, ki vplivajo na žolčne kisline, ki posledično vplivajo na presnovo holesterola, pa tudi drugi geni, ki vplivajo na vnetne procese, kot je ateroskleroza, Ghadiri pravi.

"To je prvič, da je kdo pokazal, da obstajajo molekule, ki namenoma preoblikujejo črevesni mikrobiom in spremenijo nezdravo črevo v bolj zdravo, "pravi." To odpira jasne terapevtske možnosti. Posameznikom lahko določimo zaporedje in sčasoma razvijemo terapije. "

• Gensko spreminjanje beljakovin v celicah raka debelega črevesa lahko poveča učinkovitost kemoterapije
• Pošiljanje opomnikov in besedilnih navodil poveča število kolonoskopij