Мікрокапсули з пребіотиками доставляють птеростильбен у товсту кишку для полегшення симптомів виразкового коліту

Група лікарів та інженерів помістила поліфенол птеростильбен (PSB), отриманий з рослин, пребіотичні мікрокапсули з альгінату/резистентного крохмалю, покриті хітозаном, і показала, що пероральне введення пригнічує коліт, викликаний декстрансульфатом натрію (DSS), у мишей. Робота, опублікована в онлайн-журналі Engineering, демонструє, що сфери діаметром 200 мкм уникають розщеплення в шлунку, накопичуються в товстій кишці протягом як мінімум 12 годин і одночасно пригнічують запалення, окислювальний стрес і дисбіоз, активуючи при цьому вісь арил-вуглецю (AHR/IL-22).

Дослідники виготовили мікрокапсули, навантажені PSB (PSB@MC), методом мікрофлюїдного електророзпилення: суспензію 2% альгінату і 2% резистентного крохмалю, що містить 0,6% PSB, капали в 3% CaCl₂ для іонного зшивання ядра, після чого додають облягав оболонку. Скануючі електронні мікрознімки виявили зморшкувату поверхню, яка, згідно з прижиттєвою візуалізацією мічених ціаніном сфер, удвічі збільшувала утримання флуоресценції в товстій кишці в порівнянні з порожніми носіями як у здорових мишей, так і у мишей, які зазнали впливу DSS. Менше 40% вмісту вивільнялося при pH 1,2 протягом 2 годин, тоді як імітованої рідини товстої кишки повне вивільнення відбувалося через 5 годин, що підтверджує поведінку, що залежить від pH.

У профілактичному протоколі тварини отримували 100 мг/кг PSB@MC через день протягом семиденної дії 2,5% DSS. Розроблена формула обмежувала втрату ваги, підтримувала індекс активності захворювання нижче 2 та знижувала селезінковий індекс порівняно з контрольною групою, що отримувала DSS. Гістологічне дослідження показало інтактні крипти та меншу кількість інфільтруючих лейкоцитів, тоді як ПЛР у реальному часі кількісно підтвердила значне зниження рівня транскриптів TNF-α, IL-1β та IL-6 у гомогенатах товстої кишки. Ідентичне дозування протягом п'яти днів після розвитку коліту призвело до аналогічного відновлення, перевищуючи за ефективністю 5-аміносаліцилову кислоту та неінкапсульований PSB. [Усі експерименти на тваринах проводилися відповідно до Принципів догляду за лабораторними тваринами та Керівними вказівками Комітету з догляду за лабораторними тваринами Сіаньського університету Цзяотун (№: 2021-213).]

Механістичні дослідження пов'язали захист із зміцненням епітеліального бар'єру. Імунофлуоресцентне дослідження білків щільних сполук ZO-1, оклюдина та клаудину-1 показало відновлення апікального фарбування після застосування PSB@MC; Кількість келихоподібних клітин, пофарбованих альціановим синім, збільшилася до контрольного рівня, що вказує на відновлення слизової оболонки. Активність мієлопероксидази та вміст малонового діальдегіду знизилися, а специфічні зонди для АФК DCFH-DA та DHE показали найслабшу флуоресценцію у просвіті у групі, що отримувала лікування, що підтверджує антиоксидантну активність.

Профілювання 16S рДНК показало, що PSB@MC звернув назад викликане розмноження DSS Escherichia-Shigella і відновив чисельність Muribaculaceae і Akkermansia до рівня, порівнянного зі здоровими мишами. Нецільовий метаболомний аналіз виявив 147 диференціальних метаболітів між групами DSS та PSB@MC; серед відновлених молекул були індол-3-карбонова кислота, грамін та буфотенін – відомі ліганди AHR. Послідовно, ПЛР у реальному часі та імунофлуоресценція показали підвищену експресію AHR, Cyp1a1, Cyp1b1, IL-22 та IL-22RA у тканинах товстої кишки після лікування, що узгоджується з описаним раніше ефектом зміцнення бар'єрної функції цього сигнального шляху.

Результати гістологічного дослідження зрізів серця, печінки, селезінки, легенів і нирок, забарвлених гематоксиліном та еозином, а також біохімічні показники сироватки крові, залишалися незмінними після 14-денного курсу PSB@MC, а криві залежності маси тіла від концентрації препарату збігалися з контрольними зразками. біосумісність.

Автори приходять до висновку, що пребіотичні мікрокапсули є безпечним і недорогим засобом для доставки птеростильбену в запалену товсту кишку, де їх комбіновані антиоксидантні, що модулюють мікробіоту і активують AHR/IL-22 властивості спільно відновлюють гомеостаз слизової оболонки. Вони відзначають, що необхідні моделі хронічного коліту та функціональні бар'єрні тести, але отримані дані підтверджують доцільність подальшої розробки PSB@MC як пероральний допоміжний засіб для лікування виразкового коліту.

Джерело: Журнали Frontiers