Nanocząsteczki EGCG z herbaty przywracają równowagę jelitową i psychiczną w zapaleniu jelita grubego

Naukowcy z Uniwersytetu Rolniczego w Syczuanie i Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej opracowali inspirowane biologią nanocząsteczki białka herbacianego (TSP), które mogą niezawodnie transportować i uwalniać (-)-epigallokatechiny-3-galusan (EGCG), kluczowy polifenol w zielonej herbacie, do jelit, nie tylko zmniejszając stan zapalny w zapaleniu jelita grubego, ale także łagodząc lęk i depresję u myszy z tą chorobą. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Theranostics.

Problem EGCG

(-)-Epigallokatechina-3-galusan (EGCG) znany jest ze swoich silnych właściwości antyoksydacyjnych i przeciwzapalnych, jednak szybko ulega rozkładowi w przewodzie pokarmowym i słabo się wchłania.

Tworzenie „nanokurierów herbacianych”

• Materiał źródłowy: pozostałości ekstraktu herbacianego po produkcji herbaty (posiłku herbacianego) są bogate w białka (TProtein).
• Spontaniczne składanie: W buforze fizjologicznym TProtein zmieszano z EGCG w lekko kwaśnym pH, co spowodowało samoistne składanie się nanocząstek o średnicy 100–120 nm bez użycia rozpuszczalników organicznych ani spoiw chemicznych.
• Charakteryzacja:
  • DLS i TEM potwierdziły wąski rozkład wielkości i kulisty kształt.
  • Badania FTIR i DSC wykazały, że EGCG był otoczony otoczką białkową i zachowywał stabilność w temperaturze 37°C i pH 2–8.
  • Wysokie obciążenie: EGCG stanowi do 25% masy nanocząstek.

Ochrona i dostawa

• Stabilność żołądka: TSP zmniejszają utlenianie EGCG o 30% przy niskim pH, zachowując jednocześnie jego aktywność.
• Penetracja błony śluzowej: Ładunek ujemny i rozmiar <200 nm umożliwiają nanocząsteczkom penetrację wyściółki jelita grubego objętego stanem zapalnym.

Kontrolowane uwalnianie w jelicie

• Zależność od pH: Przy pH 7,4 (jelita) w ciągu 12 godzin z TSP uwalniało się do 80% EGCG, natomiast przy pH 2 (żołądek) degradacja była mniejsza niż 20%, co chroniło polifenole przed degradacją.
• Ochrona przed utlenianiem: w środowisku kwaśnym wolny EGCG tracił aktywność po 2 godzinach, podczas gdy w TSP zachowywał >70% swojego potencjału antyoksydacyjnego.

Przedkliniczny model zapalenia jelita grubego

• Wywołanie zapalenia okrężnicy: Myszom podawano 2% DSS w wodzie pitnej przez 7 dni.
• Leczenie: doustnie podawano wolny EGCG (25 mg/kg), ekwimolarny EGCG w kapsułkach TSP, puste kapsułki TSP lub roztwór soli fizjologicznej.
• Oceny:
  • DAI (Wskaźnik aktywności choroby): połączony wskaźnik masy ciała, stolca i krwi w stolcu.
  • Histologia: barwienie H&E i immunofluorescencja ZO-1/okludyny.
  • Cytokiny: ELISA dla TNF-α, IL-6 w tkance okrężnicy.

Wyniki: Zapalenie jelita grubego i bariera jelitowa

• W grupie TSP + EGCG zaobserwowano redukcję DAI o 70% w porównaniu do 45% w grupie z wolnym EGCG.
• Przywrócono integralność nabłonka: ekspresja ZO-1 i okludyny w kryptach była o 60% wyższa niż w grupie kontrolnej.
• Zapalenie zostało stłumione: stężenie TNF-α i IL-6 spadło do poziomów nieobserwowanych u osób z zapaleniem okrężnicy, podczas gdy stężenie wolnego EGCG zmniejszyło się jedynie częściowo.

Wpływ na mikrobiotę i mózg

• Mikrobiom:
  • Różnorodność α została przywrócona do poziomu bliskiego poziomowi bazowemu dzięki TSP + EGCG;
  • Wzrost producentów SCFA (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) wspomagał działanie metaboliczne i przeciwzapalne.
• Oś jelitowo-mózgowa:
  • Systematyczne obniżenie poziomu LPS we krwi zmniejszyło przepuszczalność bariery krew-mózg.
  • U myszy chorych na zapalenie jelita grubego zwykle występowały zachowania lękowe (↑czas przy ścianach w teście otwartego pola) i depresyjne (↑okres unieruchomienia w teście wymuszonego pływania).
  • TSPs + EGCG normalizowały te parametry: lęk i depresja powróciły do poziomu zdrowych myszy.

Oświadczenia autorów

„Zainspirowaliśmy się naturalnym połączeniem białek i polifenoli w liściach herbaty i stworzyliśmy system, który dostarcza EGCG dokładnie tam, gdzie jest potrzebny – do zapalonych jelit – z dodatkową korzyścią w postaci poprawy nastroju poprzez oś mikrobiota-jelita-mózg” – mówi dr Guo Junling.

Autorzy podkreślają kilka kluczowych punktów:

• Bioinspirowane i naturalne podejście
  „Wykorzystanie białek herbacianych z surowców roślinnych sprawia, że nasz system jest tak biokompatybilny i przyjazny dla środowiska, jak to tylko możliwe” – mówi dr Guo Junling. „Po prostu odtworzyliśmy naturalne kompleksy herbaciane w skali nano, zachowując ich funkcjonalność”.

• Podwójny efekt terapeutyczny
  „Jesteśmy szczególnie zainteresowani faktem, że TSP + EGCG nie tylko łagodzą stany zapalne w jelitach, ale także normalizują behawioralne wskaźniki lęku i depresji” – zauważa prof. Li Xiaojun. „Potwierdza to znaczenie osi jelitowo-mózgowej w patogenezie NZJ”.

• Perspektywy klinicznego zastosowania.
  „Wyniki badań na myszach wyglądają obiecująco, ale musimy ocenić farmakokinetykę i bezpieczeństwo TSP u ludzi” – dodaje dr Sarah Chen z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej. „Planujemy I fazę badań klinicznych już w przyszłym roku”.

• Kompleksowa strategia powrotu do zdrowia
  „Naszym celem jest stworzenie suplementu, który jednocześnie wzmacnia barierę jelitową, moduluje mikrobiotę i poprawia nastrój pacjentów” – podsumowuje dr Zhang Wei. „Dzięki TSP staje się to rzeczywistością”.

Horyzont

1. Nowy nutraceutyk: TSP mogą stać się bezpiecznym suplementem diety dla pacjentów z NZJ
2. Psychobiotyki: Połączenie działania przeciwzapalnego i przeciwlękowego otwiera niszę w leczeniu zaburzeń „jelitowo-mózgowych”.
3. Badania kliniczne: Kolejne kroki obejmują ocenę bezpieczeństwa i farmakokinetyki TSP u zdrowych ochotników i pacjentów z łagodną postacią wrzodziejącego zapalenia jelita grubego.

To podejście inspirowane naturą i biologią obiecuje kompleksową terapię NZJ, która łączy ochronę błon śluzowych, regulację mikrobiomu i poprawę stanu psychoemocjonalnego.