EGCG-nanopartikler fra te gjenoppretter tarm- og mental balanse ved kolitt

Forskere fra Sichuan Agricultural University og University of British Columbia har utviklet bioinspirerte teprotein-nanopartikler (TSP-er) som pålitelig kan transportere og frigjøre (-)-epigallocatechin-3-gallat (EGCG), en viktig polyfenol i grønn te, inn i tarmene, og dermed ikke bare redusere betennelse i kolitt, men også lindre angst og depresjon hos mus med tilstanden. Studien er publisert i tidsskriftet Theranostics.

EGCG-problemet

(-)-Epigallocatechin-3-gallat (EGCG) er kjent for sine sterke antioksidant- og antiinflammatoriske egenskaper, men det brytes raskt ned i mage-tarmkanalen og absorberes dårlig.

Lage "te-nanokurerer"

• Kildemateriale: teekstraktrester etter teproduksjon (temel) er rike på proteiner (TProtein).
• Spontan montering: I fysiologisk buffer ble TProtein blandet med EGCG ved svakt sur pH, noe som resulterte i selvmontering av nanopartikler med en diameter på 100–120 nm uten organiske løsemidler eller kjemiske bindemidler.
• Karakterisering:
  • DLS og TEM bekreftet den smale størrelsesfordelingen og den sfæriske formen.
  • FTIR og DSC viste at EGCG var innkapslet i en proteinmatrise og var stabil ved 37 °C og pH 2–8.
  • Høy belastning: opptil 25 % av massen av nanopartikler er EGCG.

Beskyttelse og levering

• Magestabilitet: TSP-er reduserer EGCG-oksidasjon med 30 % ved lav pH, samtidig som de opprettholder aktiviteten.
• Slimhinnepenetrasjon: Den negative ladningen og størrelsen <200 nm gjør at nanopartiklene kan trenge inn i den betente tykktarmslimhinnen.

Kontrollert frigjøring i tarmen

• pH-avhengighet: Ved pH 7,4 (tarm) ble opptil 80 % av EGCG frigjort fra TSP-er innen 12 timer, mens nedbrytningen var mindre enn 20 % ved pH 2 (mage), noe som beskyttet polyfenolen mot nedbrytning.
• Oksidasjonsbeskyttelse: i et surt miljø mistet fritt EGCG aktivitet etter 2 timer, mens det i TSP-er beholdt >70 % av sitt antioksidantpotensial.

Preklinisk modell av kolitt

• Induksjon av kolitt: Mus ble behandlet med 2 % DSS i drikkevann i 7 dager.
• Behandling: enten fritt EGCG (25 mg/kg), ekvimolært EGCG i TSP-er, tomme TSP-er eller saltvann ble gitt oralt.
• Vurderinger:
  • DAI (sykdomsaktivitetsindeks): en kombinert indeks for vekt, avføring og blod i avføringen.
  • Histologi: H&E-farging og ZO-1/okkludin-immunofluorescens.
  • Cytokiner: ELISA for TNF-α, IL-6 i tykktarmsvev.

Resultater: Kolitt og tarmbarrieren

• DAI ble redusert med 70 % i TSP-er + EGCG-gruppen mot 45 % med fritt EGCG.
• Epitelintegriteten ble gjenopprettet: ZO-1- og okkludin-ekspresjon i krypter var 60 % høyere enn i kontrollgruppen.
• Betennelsen undertrykkes: TNF-α og IL-6 falt til nivåer som ikke ble observert i kolittkontrollpersoner, mens fritt EGCG bare viste en delvis reduksjon.

Påvirkning på mikrobiota og hjerne

• Mikrobiota:
  • α-diversitet ble gjenopprettet til nær baseline-nivåer av TSP-er + EGCG;
  • Veksten av SCFA-produsenter (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) støttet metabolske og antiinflammatoriske effekter.
• Tarm-hjerne-aksen:
  • Systemisk reduksjon av LPS i blodet reduserte permeabiliteten til blod-hjerne-barrieren.
  • Mus med kolitt viste vanligvis engstelig (↑tid ved vegger i åpenfelt-testen) og depressiv (↑immobiliseringsperiode i den tvungne svømmetesten) atferd.
  • TSP-er + EGCG normaliserte disse parameterne: angst og depresjon returnerte til nivået hos friske mus.

Forfatternes uttalelser

«Vi ble inspirert av den naturlige kombinasjonen av proteiner og polyfenoler i teblader og skapte et system som leverer EGCG akkurat der det trengs – den betente tarmen – med den ekstra bonusen at det forbedrer humøret via mikrobiota-tarm-hjerne-aksen», sier Dr. Guo Junling.

Forfatterne legger vekt på flere viktige punkter:

• Bioinspirert og naturlig tilnærming
  «Ved å bruke teproteiner fra planteråvarer blir systemet vårt så biokompatibelt og miljøvennlig som mulig», sier Dr. Guo Junling. «Vi gjenskapte ganske enkelt naturlige tekomplekser på nanoskala, og bevarte funksjonaliteten deres.»

• Dobbel terapeutisk effekt
  «Vi er spesielt interessert i det faktum at TSP-er + EGCG ikke bare lindrer betennelse i tarmen, men også normaliserer atferdsindikatorer for angst og depresjon», bemerker professor Li Xiaojun. «Dette bekrefter viktigheten av tarm-hjerne-aksen i patogenesen til IBD.»

• Utsikter for klinisk oversettelse
  «Resultatene hos mus ser lovende ut, men vi må evaluere farmakokinetikken og sikkerheten til TSP-er hos mennesker», legger Dr. Sarah Chen fra University of British Columbia til. «Vi planlegger kliniske fase I-studier så tidlig som neste år.»

• En omfattende restitusjonsstrategi
  «Målet vårt er å lage et kosttilskudd som samtidig styrker tarmbarrieren, modulerer mikrobiotaen og forbedrer pasientenes humør», oppsummerer Dr. Zhang Wei. «Med TSP-er blir dette en realitet.»

Prospekter

1. Nytt nutraceutisk produkt: TSP-er kan bli et trygt kosttilskudd for IBD-pasienter
2. Psykobiotika: Kombinasjonen av betennelsesdempende og angstdempende effekter åpner en nisje for behandling av "tarm-hjerne"-lidelser.
3. Kliniske studier: Neste trinn inkluderer å vurdere sikkerheten og farmakokinetikken til TSP-er hos friske frivillige og pasienter med mild ulcerøs kolitt.

Denne naturlig-bioinspirerte tilnærmingen lover en omfattende behandling for IBD som kombinerer slimhinnebeskyttelse, mikrobiotisk regulering og forbedring av den psyko-emosjonelle tilstanden.