EGCG nanočestice iz čaja vraćaju crijevnu i mentalnu ravnotežu kod kolitisa

Znanstvenici sa Sveučilišta Sichuan Agricultural University i Sveučilišta British Columbia razvili su bioinspirirane nanočestice proteina čaja (TSP) koje mogu pouzdano transportirati i oslobađati (-)-epigalokatehin-3-galat (EGCG), ključni polifenol u zelenom čaju, u crijeva, čime ne samo da smanjuju upalu kod kolitisa, već i ublažavaju anksioznost i depresiju kod miševa s tim stanjem. Studija je objavljena u časopisu Theranostics.

Problem EGCG-a

(-)-Epigalokatehin-3-galat (EGCG) poznat je po svojim jakim antioksidativnim i protuupalnim svojstvima, ali se brzo razgrađuje u gastrointestinalnom traktu i slabo apsorbira.

Stvaranje "čajnih nanokurira"

• Izvorni materijal: ostatak ekstrakta čaja nakon proizvodnje čaja (čajno brašno) bogat je proteinima (TPotein).
• Spontano sastavljanje: U fiziološkom puferu, T-protein je pomiješan s EGCG-om pri blago kiselom pH, što je rezultiralo samosastavljanjem nanočestica promjera 100–120 nm bez ikakvih organskih otapala ili kemijskih veziva.
• Karakterizacija:
  • DLS i TEM potvrdili su usku raspodjelu veličine i sferni oblik.
  • FTIR i DSC pokazali su da je EGCG enkapsuliran u proteinskoj matrici i stabilan na 37°C i pH 2–8.
  • Visoko opterećenje: do 25% mase nanočestica je EGCG.

Zaštita i dostava

• Stabilnost želuca: TSP-ovi smanjuju oksidaciju EGCG-a za 30% pri niskom pH, a istovremeno održavaju njegovu aktivnost.
• Prodiranje u sluznicu: Negativni naboj i veličina <200 nm omogućuju nanočesticama prodiranje u upaljenu sluznicu debelog crijeva.

Kontrolirano oslobađanje u crijevima

• Ovisnost o pH: Pri pH 7,4 (crijeva), do 80% EGCG-a oslobođeno je iz TSP-ova unutar 12 sati, dok je pri pH 2 (želudac) razgradnja bila manja od 20%, što štiti polifenol od razgradnje.
• Zaštita od oksidacije: u kiselom okruženju, slobodni EGCG gubi aktivnost nakon 2 sata, dok je u TSP-ima zadržao >70% svog antioksidativnog potencijala.

Preklinički model kolitisa

• Indukcija kolitisa: Miševi su tretirani s 2% DSS-a u vodi za piće tijekom 7 dana.
• Liječenje: oralno je davan ili slobodni EGCG (25 mg/kg), ekvimolarni EGCG u TSP-ima, praznim TSP-ima ili fiziološka otopina.
• Ocjene:
  • DAI (Indeks aktivnosti bolesti): kombinirani indeks težine, stolice i krvi u stolici.
  • Histologija: H&E bojenje i ZO-1/okluzin imunofluorescencija.
  • Citokini: ELISA za TNF-α, IL-6 u tkivu debelog crijeva.

Rezultati: Kolitis i crijevna barijera

• DAI je smanjen za 70% u skupini koja je primala TSP + EGCG u odnosu na 45% sa slobodnim EGCG-om.
• Integritet epitela je obnovljen: ekspresija ZO-1 i okludina u kriptama bila je 60% veća nego u kontrolnoj skupini.
• Upala je potisnuta: TNF-α i IL-6 pali su na razine koje nisu uočene u kontrolnoj skupini s kolitisom, dok je slobodni EGCG pokazao samo djelomično smanjenje.

Utjecaj na mikrobiotu i mozak

• Mikrobiota:
  • α-raznolikost je vraćena na gotovo početne razine pomoću TSP-ova + EGCG-a;
  • Rast proizvođača SCFA (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) podržao je metaboličke i protuupalne učinke.
• Os crijeva i mozga:
  • Sistemsko smanjenje LPS-a u krvi smanjilo je propusnost krvno-moždane barijere.
  • Miševi s kolitisom tipično su pokazivali anksiozno (↑vrijeme na zidovima u testu otvorenog polja) i depresivno (↑razdoblje imobilizacije u testu prisilnog plivanja) ponašanje.
  • TSP-ovi + EGCG normalizirali su ove parametre: anksioznost i depresija vratile su se na razinu zdravih miševa.

Izjave autora

„Inspirirali smo se prirodnom kombinacijom proteina i polifenola u listovima čaja i stvorili sustav koji isporučuje EGCG točno tamo gdje je potreban – u upaljena crijeva – uz dodatni bonus poboljšanja raspoloženja putem osi mikrobiota-crijeva-mozak“, kaže dr. Guo Junling.

Autori naglašavaju nekoliko ključnih točaka:

• Bioinspiriran i prirodan pristup
  „Korištenje proteina čaja iz biljnih sirovina čini naš sustav što je moguće biokompatibilnijim i ekološki prihvatljivijim“, kaže dr. Guo Junling. „Jednostavno smo ponovno stvorili prirodne komplekse čaja na nanoskali, čuvajući njihovu funkcionalnost.“

• Dvostruki terapijski učinak
  „Posebno nas zanima činjenica da TSP-ovi + EGCG ne samo da ublažavaju upalu u crijevima, već i normaliziraju bihevioralne pokazatelje anksioznosti i depresije“, napominje prof. Li Xiaojun. „To potvrđuje važnost osi crijeva i mozga u patogenezi IBD-a.“

• Izgledi za kliničku primjenu
  „Rezultati na miševima izgledaju obećavajuće, ali moramo procijeniti farmakokinetiku i sigurnost TSP-ova kod ljudi“, dodaje dr. Sarah Chen sa Sveučilišta British Columbia. „Planiramo klinička ispitivanja faze I već sljedeće godine.“

• Sveobuhvatna strategija oporavka
  „Naš je cilj stvoriti dodatak prehrani koji istovremeno jača crijevnu barijeru, modulira mikrobiotu i poboljšava raspoloženje pacijenata“, sažima dr. Zhang Wei. „S TSP-ovima to postaje stvarnost.“

Izgledi

1. Novi nutraceutik: TSP-ovi bi mogli postati siguran dodatak prehrani za pacijente s IBD-om
2. Psihobiotici: Kombinacija protuupalnih i anksiolitičkih učinaka otvara nišu za liječenje poremećaja "crijeva i mozga".
3. Klinička ispitivanja: Sljedeći koraci uključuju procjenu sigurnosti i farmakokinetike TSP-ova kod zdravih dobrovoljaca i pacijenata s blagim ulceroznim kolitisom.

Ovaj prirodnim biološkim pristupom obećava sveobuhvatnu terapiju za IBD koja kombinira zaštitu sluznice, mikrobiotsku regulaciju i poboljšanje psihoemocionalnog stanja.