Nanočastice EGCG z čaju obnovujú črevnú a duševnú rovnováhu pri kolitíde

Vedci zo Sichuanskej poľnohospodárskej univerzity a Univerzity Britskej Kolumbie vyvinuli bioinšpirované nanočastice čajového proteínu (TSP), ktoré dokážu spoľahlivo transportovať a uvoľňovať (-)-epigalokatechín-3-galát (EGCG), kľúčový polyfenol v zelenom čaji, do čriev, čím nielen znižujú zápal pri kolitíde, ale aj zmierňujú úzkosť a depresiu u myší s týmto ochorením. Štúdia je publikovaná v časopise Theranostics.

Problém s EGCG

(-)-Epigalokatechín-3-galát (EGCG) je známy svojimi silnými antioxidačnými a protizápalovými vlastnosťami, ale v gastrointestinálnom trakte sa rýchlo rozkladá a zle sa vstrebáva.

Vytváranie „čajových nanokurierov“

• Východiskový materiál: zvyšky čajového extraktu po výrobe čaju (čajová múčka) sú bohaté na bielkoviny (TPoteín).
• Spontánne zostavenie: Vo fyziologickom pufri bol T-proteín zmiešaný s EGCG pri mierne kyslom pH, čo viedlo k samozostaveniu nanočastíc s priemerom 100 – 120 nm bez akýchkoľvek organických rozpúšťadiel alebo chemických spojív.
• Charakteristika:
  • DLS a TEM potvrdili úzke rozloženie veľkosti a guľovitý tvar.
  • FTIR a DSC ukázali, že EGCG bol zapuzdrený v proteínovej matrici a bol stabilný pri teplote 37 °C a pH 2 – 8.
  • Vysoké zaťaženie: až 25 % hmotnosti nanočastíc tvorí EGCG.

Ochrana a doručenie

• Stabilita žalúdka: TSP znižujú oxidáciu EGCG o 30 % pri nízkom pH a zároveň si zachovávajú jeho aktivitu.
• Penetrácia sliznice: Negatívny náboj a veľkosť <200 nm umožňujú nanočasticiam preniknúť do zapálenej sliznice hrubého čreva.

Kontrolované uvoľňovanie v čreve

• Závislosť od pH: Pri pH 7,4 (črevo) sa z TSP uvoľnilo až 80 % EGCG do 12 hodín, zatiaľ čo pri pH 2 (žalúdok) bola degradácia menšia ako 20 %, čo chráni polyfenol pred degradáciou.
• Ochrana pred oxidáciou: v kyslom prostredí stratil voľný EGCG aktivitu po 2 hodinách, zatiaľ čo v TSP si zachoval >70 % svojho antioxidačného potenciálu.

Predklinický model kolitídy

• Indukcia kolitídy: Myši boli liečené 2 % DSS v pitnej vode počas 7 dní.
• Liečba: perorálne sa podával buď voľný EGCG (25 mg/kg), ekvimolárny EGCG v TSP, prázdne TSP alebo fyziologický roztok.
• Hodnotenia:
  • DAI (Index aktivity ochorenia): kombinovaný index hmotnosti, stolice a krvi v stolici.
  • Histológia: farbenie H&E a imunofluorescencia ZO-1/okluzín.
  • Cytokíny: ELISA pre TNF-α, IL-6 v tkanive hrubého čreva.

Výsledky: Kolitída a črevná bariéra

• DAI sa v skupine s TSP + EGCG znížil o 70 % oproti 45 % s voľným EGCG.
• Epitelová integrita bola obnovená: expresia ZO-1 a okludínu v kryptách bola o 60 % vyššia ako v kontrolnej skupine.
• Zápal je potlačený: TNF-α a IL-6 klesli na hladiny, ktoré sa nepozorovali u kontrolných osôb s kolitídou, zatiaľ čo voľný EGCG vykazoval len čiastočné zníženie.

Vplyv na mikrobiotu a mozog

• Mikrobiota:
  • α-diverzita bola obnovená takmer na východiskovú úroveň pomocou TSP + EGCG;
  • Rast producentov SCFA (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) podporil metabolické a protizápalové účinky.
• Os črevo-mozog:
  • Systémové zníženie LPS v krvi znížilo priepustnosť hematoencefalickej bariéry.
  • Myši s kolitídou typicky vykazovali úzkostné (↑čas pri stenách v teste otvoreného poľa) a depresívne (↑perióda imobilizácie v teste núteného plávania) správanie.
  • TSP + EGCG normalizovali tieto parametre: úzkosť a depresia sa vrátili na úroveň zdravých myší.

Vyhlásenia autorov

„Inšpirovala nás prirodzená kombinácia bielkovín a polyfenolov v čajových listoch a vytvorili sme systém, ktorý dodáva EGCG presne tam, kde je potrebný – do zapáleného čreva – s pridaným bonusom v podobe zlepšenia nálady prostredníctvom osi mikrobiota-črevo-mozog,“ hovorí Dr. Guo Junling.

Autori zdôrazňujú niekoľko kľúčových bodov:

• Bioinšpirovaný a prírodný prístup
  „Použitie čajových bielkovín z rastlinných surovín robí náš systém čo najbiokompatibilnejším a najšetrnejším k životnému prostrediu,“ hovorí Dr. Guo Junling. „Jednoducho sme znovu vytvorili prírodné čajové komplexy v nanorozmeroch a zachovali sme ich funkčnosť.“

• Dvojitý terapeutický účinok
  „Obzvlášť nás zaujíma skutočnosť, že TSP + EGCG nielen zmierňujú zápal v čreve, ale normalizujú aj behaviorálne ukazovatele úzkosti a depresie,“ poznamenáva profesor Li Xiaojun. „To potvrdzuje dôležitosť osi črevo-mozog v patogenéze IBD.“

• Perspektívy klinického prekladu
  „Výsledky u myší vyzerajú sľubne, ale musíme vyhodnotiť farmakokinetiku a bezpečnosť TSP u ľudí,“ dodáva Dr. Sarah Chenová z University of British Columbia. „Klinické skúšky fázy I plánujeme už na budúci rok.“

• Komplexná stratégia obnovy
  „Naším cieľom je vytvoriť doplnok stravy, ktorý súčasne posilňuje črevnú bariéru, moduluje mikrobiotu a zlepšuje náladu pacientov,“ zhŕňa Dr. Zhang Wei. „S TSP sa to stáva realitou.“

Perspektívy

1. Nové nutraceutiká: TSP sa môžu stať bezpečným doplnkom stravy pre pacientov s IBD
2. Psychobiotiká: Kombinácia protizápalových a anxiolytických účinkov otvára priestor pre liečbu porúch „čreva a mozgu“.
3. Klinické štúdie: Ďalšie kroky zahŕňajú posúdenie bezpečnosti a farmakokinetiky TSP u zdravých dobrovoľníkov a pacientov s miernou ulceróznou kolitídou.

Tento prístup inšpirovaný prírodnou biologiou sľubuje komplexnú terapiu IBD, ktorá kombinuje ochranu slizníc, mikrobiotickú reguláciu a zlepšenie psychoemocionálneho stavu.