A teából származó EGCG nanorészecskék helyreállítják a bél- és mentális egyensúlyt vastagbélgyulladás esetén

A Szecsuáni Mezőgazdasági Egyetem és a Brit Columbiai Egyetem tudósai bioinspirálta teafehérje nanorészecskéket (TSP-ket) fejlesztettek ki, amelyek megbízhatóan képesek a zöld teában található kulcsfontosságú polifenol, a (-)-epigallocatechin-3-gallát (EGCG) bejuttatására és felszabadítására a belekbe, ezáltal nemcsak a vastagbélgyulladás gyulladását csökkentve, hanem a szorongást és a depressziót is enyhítve az ebben a betegségben szenvedő egerekben. A tanulmány a Theranostics folyóiratban jelent meg.

Az EGCG-probléma

Az (-)-epigallocatechin-3-gallát (EGCG) erős antioxidáns és gyulladáscsökkentő tulajdonságairól ismert, de gyorsan lebomlik a gyomor-bél traktusban, és rosszul szívódik fel.

"Tea nanofutárok" létrehozása

• Nyersanyag: a tea előállítása utáni teakivonat-maradék (tealiszt), amely gazdag fehérjékben (TProtein).
• Spontán összeszerelődés: Fiziológiás pufferben, enyhén savas pH-n, TProteint kevertünk EGCG-vel, ami 100–120 nm átmérőjű nanorészecskék önszerveződését eredményezte szerves oldószerek vagy kémiai kötőanyagok nélkül.
• Jellemzés:
  • A DLS és a TEM megerősítette a szűk méreteloszlást és a gömb alakot.
  • Az FTIR és DSC vizsgálatok kimutatták, hogy az EGCG fehérjemátrixba kapszulázódott, és 37°C-on, 2–8 pH-értéken stabil volt.
  • Nagy töltés: a nanorészecskék tömegének akár 25%-a EGCG.

Védelem és kézbesítés

• Gyomorstabilitás: A TSP-k alacsony pH-n 30%-kal csökkentik az EGCG oxidációját, miközben megőrzik aktivitását.
• Nyálkahártya-penetráció: A negatív töltés és a 200 nm-nél kisebb méret lehetővé teszi a nanorészecskék számára, hogy behatoljanak a gyulladt vastagbél nyálkahártyájába.

Szabályozott felszabadulás a bélben

• pH-függés: 7,4-es pH-értéken (bél) az EGCG akár 80%-a is felszabadult a TSP-kből 12 órán belül, míg 2-es pH-értéken (gyomor) a lebomlás kevesebb, mint 20% volt, így a polifenol védve volt a lebomlástól.
• Oxidáció elleni védelem: savas környezetben a szabad EGCG 2 óra elteltével elvesztette aktivitását, míg a TSP-kben antioxidáns potenciáljának >70%-át megőrizte.

A vastagbélgyulladás preklinikai modellje

• Vastagbélgyulladás kiváltása: Az egereket 7 napig 2%-os DSS-sel kezelték ivóvízben.
• Kezelés: szájon át adtak be szabad EGCG-t (25 mg/kg), ekvimoláris EGCG-t TSP-kben, üres TSP-ket vagy sóoldatot.
• Értékelések:
  • DAI (betegségaktivitási index): a testsúly, a széklet és a székletben lévő vér mennyiségének kombinált indexe.
  • Hisztológia: H&E festés és ZO-1/occludin immunfluoreszcencia.
  • Citokinek: ELISA TNF-α és IL-6 kimutatására vastagbél szövetben.

Eredmények: Vastagbélgyulladás és a bélbarrier

• A DAI 70%-kal csökkent a TSP-k + EGCG csoportban, szemben a szabad EGCG-vel kezelt csoport 45%-os csökkenésével.
• A hámréteg integritása helyreállt: a ZO-1 és az occludin expressziója a kriptákban 60%-kal magasabb volt, mint a kontrollcsoportban.
• A gyulladás elnyomódik: a TNF-α és az IL-6 szintje a vastagbélgyulladásos kontrolloknál nem megfigyelhető szintre csökkent, míg a szabad EGCG csak részleges csökkenést mutatott.

Hatás a mikrobiotára és az agyra

• Mikrobiota:
  • Az α-diverzitást a TSP-k + EGCG kezelés közel alapértékre állította vissza;
  • Az SCFA-termelők (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) növekedése támogatta az anyagcsere- és gyulladáscsökkentő hatásokat.
• Bél-agy tengely:
  • Az LPS szisztémás csökkentése a vérben csökkentette a vér-agy gát permeabilitását.
  • A vastagbélgyulladásban szenvedő egerek jellemzően szorongásos (↑falnál töltött idő a nyílt terepi tesztben) és depressziós (↑rögzítési időszak a kényszerített úszástesztben) viselkedést mutattak.
  • A TSP-k + EGCG normalizálta ezeket a paramétereket: a szorongás és a depresszió visszatért az egészséges egerek szintjére.

Szerzők nyilatkozatai

„A tealevelekben található fehérjék és polifenolok természetes kombinációja inspirált minket, és létrehoztunk egy olyan rendszert, amely pontosan oda juttatja az EGCG-t, ahol szükség van rá – a gyulladt bélbe –, azzal a további előnnyel, hogy a mikrobiota-bél-agy tengelyen keresztül javítja a hangulatot” – mondja Dr. Guo Junling.

A szerzők több fontos pontot is kiemelnek:

• Bioinspirálta és természetes megközelítés
  „A növényi alapanyagokból származó teafehérjék használata a lehető legbiokompatibilisebbé és környezetbarátabbá teszi rendszerünket” – mondja Dr. Guo Junling. „Egyszerűen nanoskálán újraalkottuk a természetes teakomplexeket, megőrizve azok funkcionalitását.”

• Kettős terápiás hatás
  „Különösen érdekel minket az a tény, hogy a TSP-k + EGCG nemcsak enyhíti a bélgyulladást, hanem normalizálja a szorongás és a depresszió viselkedési mutatóit is” – jegyzi meg Li Xiaojun professzor. „Ez megerősíti a bél-agy tengely fontosságát az IBD patogenezisében.”

• A klinikai alkalmazás kilátásai
  „Az egereken elért eredmények ígéretesnek tűnnek, de még értékelnünk kell a TSP-k farmakokinetikáját és biztonságosságát emberekben” – teszi hozzá Dr. Sarah Chen, a Brit Columbiai Egyetem munkatársa. „Az I. fázisú klinikai vizsgálatokat már jövőre tervezzük.”

• Átfogó felépülési stratégia
  „Célunk egy olyan táplálékkiegészítő létrehozása, amely egyszerre erősíti a bélbarriert, modulálja a mikrobiotát és javítja a betegek hangulatát” – foglalja össze Dr. Zhang Wei. „A TSP-kkel ez valósággá válik.”

Kilátások

1. Új nutraceutikum: A TSP-k biztonságos étrend-kiegészítővé válhatnak az IBD-s betegek számára
2. Pszichobiotikumok: A gyulladáscsökkentő és szorongásoldó hatások kombinációja új rést nyit a „bél-agy” rendellenességek kezelésében.
3. Klinikai vizsgálatok: A következő lépések közé tartozik a TSP-k biztonságosságának és farmakokinetikájának értékelése egészséges önkéntesek és enyhe fekélyes vastagbélgyulladásban szenvedő betegek esetében.

Ez a természetes-biológiai ihletésű megközelítés átfogó terápiát ígér az IBD számára, amely ötvözi a nyálkahártya védelmét, a mikrobiotikus szabályozást és a pszicho-emocionális állapot javítását.