Tee EGCG nanoosakesed taastavad soolestiku ja vaimse tasakaalu koliidi korral

Sichuani Põllumajandusülikooli ja Briti Columbia Ülikooli teadlased on välja töötanud bioinspireeritud teevalgu nanoosakesed (TSP-d), mis suudavad usaldusväärselt transportida ja vabastada rohelises tees leiduvat peamist polüfenooli (-)-epigallokatehhiin-3-gallaati (EGCG) soolestikku, vähendades seeläbi mitte ainult koliidi põletikku, vaid ka leevendades ärevust ja depressiooni selle haigusega hiirtel. Uuring avaldati ajakirjas Theranostics.

EGCG probleem

(-)-Epigallokatehhiin-3-gallaat (EGCG) on tuntud oma tugevate antioksüdantsete ja põletikuvastaste omaduste poolest, kuid see laguneb seedetraktis kiiresti ja imendub halvasti.

"Tee nanokullerid"

• Lähtematerjal: teeekstrakti jääk pärast tee tootmist (teejahu) on rikas valkude (T-valk) poolest.
• Spontaanne kokkupanek: Füsioloogilises puhvris segati TProtein EGCG-ga kergelt happelises pH-s, mille tulemusel tekkisid 100–120 nm läbimõõduga nanoosakesed iseenesest kokkupanduna ilma orgaaniliste lahustite või keemiliste sideaineteta.
• Iseloomustus:
  • DLS ja TEM kinnitasid kitsast suurusjaotust ja sfäärilist kuju.
  • FTIR ja DSC näitasid, et EGCG oli kapseldatud valgu maatriksisse ning oli stabiilne temperatuuril 37 °C ja pH vahemikus 2–8.
  • Suur koormus: kuni 25% nanoosakeste massist on EGCG.

Kaitse ja kohaletoimetamine

• Mao stabiilsus: TSP-d vähendavad madala pH juures EGCG oksüdeerumist 30% võrra, säilitades samal ajal selle aktiivsuse.
• Limaskesta läbitungimine: negatiivne laeng ja suurus <200 nm võimaldavad nanoosakestel tungida põletikulisse jämesoole limaskesta.

Kontrollitud vabanemine soolestikus

• pH sõltuvus: pH 7,4 juures (sooles) vabanes TSP-dest kuni 80% EGCG-st 12 tunni jooksul, samas kui pH 2 juures (maos) oli lagunemine alla 20%, mis kaitses polüfenooli lagunemise eest.
• Oksüdatsioonikaitse: happelises keskkonnas kaotas vaba EGCG oma aktiivsuse 2 tunni pärast, samas kui TSP-des säilitas see >70% oma antioksüdantsest potentsiaalist.

Koliidi prekliiniline mudel

• Koliidi esilekutsumine: Hiiri töödeldi 7 päeva jooksul joogivees lahustatud 2% DSS-iga.
• Ravi: suu kaudu manustati kas vaba EGCG-d (25 mg/kg), ekvimolaarset EGCG-d TSP-des, tühje TSP-sid või soolalahust.
• Hinnangud:
  • DAI (haiguse aktiivsuse indeks): kaalu, väljaheite ja väljaheites oleva vere kombineeritud indeks.
  • Histoloogia: H&E värvimine ja ZO-1/oklludiini immunofluorestsents.
  • Tsütokiinid: ELISA TNF-α ja IL-6 määramiseks jämesoolekoes.

Tulemused: koliit ja soolebarjäär

• TSP-de + EGCG rühmas vähenes DAI 70% võrreldes vaba EGCG rühma 45%-ga.
• Epiteeli terviklikkus taastus: ZO-1 ja oklüdiini ekspressioon krüptides oli 60% kõrgem kui kontrollrühmas.
• Põletik on pärsitud: TNF-α ja IL-6 langesid tasemeni, mida koliidi kontrollrühmas ei täheldatud, samas kui vaba EGCG näitas vaid osalist vähenemist.

Mõju mikrobiootale ja ajule

• Mikrobioota:
  • TSP-d + EGCG taastasid α-mitmekesisuse peaaegu algtasemele;
  • Lühikeste rasvhapete (LKR) tootjate (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) kasv toetas metaboolseid ja põletikuvastaseid toimeid.
• Soole-aju telg:
  • LPS-i süsteemne vähenemine veres vähendas hematoentsefaalbarjääri läbilaskvust.
  • Koliidiga hiirtel esines tavaliselt ärevust (↑aeg seinte ääres avavälja testis) ja depressiivset (↑liikumatusperiood sundujumise testis) käitumist.
  • TSP-d + EGCG normaliseerisid need parameetrid: ärevus ja depressioon naasid tervete hiirte tasemele.

Autorite avaldused

„Meid inspireeris teelehtedes leiduv looduslik valkude ja polüfenoolide kombinatsioon ning me lõime süsteemi, mis toimetab EGCG-d täpselt sinna, kuhu seda vaja on – põletikulisse soolestikku –, lisaks parandab see meeleolu mikrobioota-soolestiku-aju telje kaudu,“ ütleb dr Guo Junling.

Autorid rõhutavad mitmeid olulisi punkte:

• Bioloogiline ja looduslik lähenemine
  „Taimsetest toorainetest pärit teevalkude kasutamine muudab meie süsteemi võimalikult bioühilduvaks ja keskkonnasõbralikuks,“ ütleb dr Guo Junling. „Me lihtsalt taasloosime looduslikud teekompleksid nanoskaalas, säilitades nende funktsionaalsuse.“

• Kahekordne terapeutiline efekt
  „Meid huvitab eriti asjaolu, et TSP-d + EGCG mitte ainult ei leevenda soolestiku põletikku, vaid normaliseerib ka ärevuse ja depressiooni käitumuslikke näitajaid,“ märgib professor Li Xiaojun. „See kinnitab soole-aju telje olulisust IBD patogeneesis.“

• Kliinilise translatsiooni väljavaated
  „Hiirtel saadud tulemused tunduvad paljulubavad, kuid me peame hindama TSP-de farmakokineetikat ja ohutust inimestel,“ lisab dr Sarah Chen Briti Columbia Ülikoolist. „Plaanime I faasi kliinilisi uuringuid juba järgmisel aastal.“

• Põhjalik taastumisstrateegia
  „Meie eesmärk on luua toidulisand, mis samaaegselt tugevdab soolestiku barjääri, moduleerib mikrobiootat ja parandab patsientide meeleolu,“ võtab dr Zhang Wei kokku. „TSP-dega on see saamas reaalsuseks.“

Väljavaated

1. Uus toidulisand: TSP-dest võib saada IBD-ga patsientidele ohutu toidulisand
2. Psühhobiootikumid: põletikuvastase ja anksiolüütilise toime kombinatsioon avab niši "soole-aju" häirete raviks.
3. Kliinilised uuringud: Järgmised sammud hõlmavad TSP-de ohutuse ja farmakokineetika hindamist tervetel vabatahtlikel ja kerge haavandilise koliidiga patsientidel.

See looduslikust bioloogilisest inspiratsioonist inspireeritud lähenemisviis lubab IBD terviklikku ravi, mis ühendab endas limaskesta kaitse, mikrobiootilise regulatsiooni ja psühho-emotsionaalse seisundi parandamise.