Наночастинки EGCG з чаю відновлюють кишкову та психічну рівновагу при коліті

Вчені з Сичуанського сільськогосподарського університету та Університету Британської Колумбії розробили біологічно натхненні наночастинки чайного білка (TSP), які можуть надійно транспортувати та вивільняти (-)-епігалокатехін-3-галат (EGCG), ключовий поліфенол зеленого чаю, у кишечник, тим самим не тільки зменшуючи запалення при коліті, але й полегшуючи тривогу та депресію у мишей із цим захворюванням. Дослідження опубліковано в журналі Theranostics.

Проблема EGCG

(-)-Епігалокатехін-3-галат (EGCG) відомий своїми сильними антиоксидантними та протизапальними властивостями, але він швидко розщеплюється у шлунково-кишковому тракті та погано засвоюється.

Створення «чайних нанокур'єрів»

• Вихідний матеріал: залишок чайного екстракту після виробництва чаю (чайна шрот) багатий на білки (TProtein).
• Спонтанне складання: У фізіологічному буфері TProtein змішували з EGCG при слабокислому pH, що призвело до самоскладання наночастинок діаметром 100–120 нм без будь-яких органічних розчинників або хімічних сполучних речовин.
• Характеристика:
  • ДЛС та ПЕМ підтвердили вузький розподіл розмірів та сферичну форму.
  • ІЧ-спектроскопія з перетворенням Фур'є та ДСК показали, що ЕГКГ був інкапсульований у білкову матрицю та був стабільним при 37°C та pH 2–8.
  • Високе завантаження: до 25% маси наночастинок становить EGCG.

Захист та доставка

• Стабільність шлунка: TSP зменшують окислення EGCG на 30% при низькому pH, зберігаючи його активність.
• Проникнення слизової оболонки: Негативний заряд та розмір <200 нм дозволяють наночастинкам проникати крізь запалену слизову оболонку товстої кишки.

Контрольоване вивільнення в кишечнику

• Залежність від pH: при pH 7,4 (кишечник) до 80% EGCG вивільнялося з TSP протягом 12 годин, тоді як при pH 2 (шлунок) деградація становила менше 20%, що захищало поліфенол від деградації.
• Захист від окислення: у кислому середовищі вільний EGCG втрачав активність через 2 години, тоді як у TSP він зберігав >70% свого антиоксидантного потенціалу.

Доклінічна модель коліту

• Індукція коліту: Мишей лікували 2% розчином DSS у питній воді протягом 7 днів.
• Лікування: перорально вводили або вільний EGCG (25 мг/кг), або еквімолярний EGCG у TSP, порожні TSP, або фізіологічний розчин.
• Рейтинги:
  • Індекс активності захворювання (ІАЗ): комбінований показник ваги, калу та крові в калі.
  • Гістологія: фарбування гемоглобіном та еозинофілом (H&E) та імунофлуоресценція ZO-1/оклюдин.
  • Цитокіни: ІФА для виявлення TNF-α, IL-6 у тканині товстої кишки.

Результати: Коліт та кишковий бар'єр

• Показник DAI знизився на 70% у групі TSP + EGCG порівняно з 45% у групі вільного EGCG.
• Цілісність епітелію була відновлена: експресія ZO-1 та окклюдину в криптах була на 60% вищою, ніж у контрольній групі.
• Запалення пригнічене: рівні TNF-α та IL-6 знизилися до рівнів, яких не спостерігалося у контрольних групах з колітом, тоді як вільний EGCG показав лише часткове зниження.

Вплив на мікробіоту та мозок

• Мікробіота:
  • α-різноманітність була відновлена майже до вихідного рівня за допомогою TSP + EGCG;
  • Зростання кількості продуцентів SCFA (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) підтримувало метаболічні та протизапальні ефекти.
• Кишково-мозкова вісь:
  • Системне зниження рівня ЛПС у крові зменшило проникність гематоенцефалічного бар'єру.
  • Миші з колітом зазвичай демонстрували тривожну (↑час перебування біля стін у тесті відкритого поля) та депресивну (↑період іммобілізації у тесті примусового плавання) поведінку.
  • TSP + EGCG нормалізували ці параметри: тривожність та депресія повернулися до рівня здорових мишей.

Заяви авторів

«Натхненням для нас стало природне поєднання білків та поліфенолів у чайному листі, і ми створили систему, яка доставляє EGCG саме туди, куди це потрібно – у запалений кишечник – з додатковим бонусом у вигляді покращення настрою через вісь мікробіота-кишечник-мозок», – каже доктор Го Цзюньлін.

Автори наголошують на кількох ключових моментах:

• Біонатхненний та натуральний підхід
  «Використання чайних білків з рослинної сировини робить нашу систему максимально біосумісною та екологічно чистою», — каже доктор Го Цзюньлін. «Ми просто відтворили натуральні чайні комплекси на нанорівні, зберігаючи їхню функціональність».

• Подвійний терапевтичний ефект
  «Нас особливо цікавить той факт, що TSP + EGCG не тільки знімають запалення в кишечнику, але й нормалізують поведінкові показники тривоги та депресії», – зазначає професор Лі Сяоцзюнь. «Це підтверджує важливість осі кишечник-мозок у патогенезі ЗЗК».

• Перспективи клінічного застосування
  «Результати, отримані на мишах, виглядають багатообіцяючими, але нам потрібно оцінити фармакокінетику та безпеку TSP у людей», – додає доктор Сара Чен з Університету Британської Колумбії. «Ми плануємо клінічні випробування фази I вже наступного року».

• Комплексна стратегія одужання
  «Наша мета — створити добавку, яка одночасно зміцнює кишковий бар’єр, модулює мікробіоту та покращує настрій пацієнтів», — підсумовує доктор Чжан Вей. «З TSP це стає реальністю».

Перспективи

1. Новий нутрицевтик: таблетки для приготування таблеток можуть стати безпечною харчовою добавкою для пацієнтів із запальними захворюваннями кишечника (ЗЗК)
2. Психобіотики: Поєднання протизапального та анксіолітичного ефектів відкриває нішу для лікування розладів "кишечник-мозок".
3. Клінічні випробування: Наступні кроки включають оцінку безпеки та фармакокінетики таблеток для приготування тістозних кортикостероїдів (ТКК) у здорових добровольців та пацієнтів з легким виразковим колітом.

Цей підхід, натхненний природними біологічними речовинами, обіцяє комплексну терапію ЗЗК, яка поєднує захист слизової оболонки, мікробіотичну регуляцію та покращення психоемоційного стану.