جزيئات نانوية من EGCG من الشاي تعمل على استعادة التوازن المعوي والعقلي في التهاب القولون

طوّر علماء من جامعة سيتشوان الزراعية وجامعة كولومبيا البريطانية جسيمات نانوية من بروتين الشاي مستوحاة بيولوجيًا (TSPs)، قادرة على نقل وإطلاق (-)-إبيغالوكاتشين-3-غالات (EGCG)، وهو بوليفينول أساسي في الشاي الأخضر، إلى الأمعاء بشكل موثوق، مما يُقلل الالتهاب المصاحب لالتهاب القولون، ويُخفف أيضًا من القلق والاكتئاب لدى الفئران المُصابة بهذه الحالة. نُشرت الدراسة في مجلة Theranostics.

مشكلة EGCG

(-)-Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) معروف بخصائصه القوية المضادة للأكسدة والالتهابات، ولكنه يتحلل بسرعة في الجهاز الهضمي ويتم امتصاصه بشكل سيئ.

إنشاء "ناقلات الشاي النانوية"

• المادة المصدرية: بقايا مستخلص الشاي بعد إنتاج الشاي (وجبة الشاي) غنية بالبروتينات (TProtein).
• التجميع التلقائي: في محلول فسيولوجي، تم خلط البروتين T مع EGCG عند درجة حموضة حمضية قليلاً، مما أدى إلى التجميع الذاتي لجسيمات نانوية يبلغ قطرها 100-120 نانومتر بدون أي مذيبات عضوية أو مواد رابطة كيميائية.
• التوصيف:
  • وقد أكد كل من DLS وTEM التوزيع الضيق للحجم والشكل الكروي.
  • أظهرت تقنية FTIR وDSC أن EGCG كان مغلفًا في مصفوفة بروتينية وكان مستقرًا عند 37 درجة مئوية ودرجة حموضة 2-8.
  • تحميل عالي: ما يصل إلى 25٪ من كتلة الجسيمات النانوية هي EGCG.

الحماية والتسليم

• استقرار المعدة: تعمل TSPs على تقليل أكسدة EGCG بنسبة 30% عند درجة حموضة منخفضة مع الحفاظ على نشاطها.
• اختراق الغشاء المخاطي: تسمح الشحنة السالبة والحجم <200 نانومتر للجسيمات النانوية باختراق بطانة القولون الملتهبة.

إطلاق متحكم به في الأمعاء

• الاعتماد على الرقم الهيدروجيني: عند الرقم الهيدروجيني 7.4 (الأمعاء)، تم إطلاق ما يصل إلى 80٪ من EGCG من TSPs في غضون 12 ساعة، بينما عند الرقم الهيدروجيني 2 (المعدة) كان التحلل أقل من 20٪، مما يحمي البوليفينول من التحلل.
• الحماية من الأكسدة: في البيئة الحمضية، يفقد EGCG الحر نشاطه بعد ساعتين، بينما في TSPs احتفظ بأكثر من 70% من إمكاناته المضادة للأكسدة.

النموذج ما قبل السريري لالتهاب القولون

• تحريض التهاب القولون: تم علاج الفئران بـ 2% DSS في مياه الشرب لمدة 7 أيام.
• العلاج: تم إعطاء إما EGCG حر (25 مجم / كجم)، أو EGCG متساوي المولية في TSPs، أو TSPs فارغة، أو محلول ملحي عن طريق الفم.
• التقييمات:
  • مؤشر نشاط المرض (DAI): مؤشر مركب للوزن والبراز والدم في البراز.
  • علم الأنسجة: صبغ الهيماتوكسيلين والإيزوبروبيل والمناعة الفلورية باستخدام ZO-1/occludin.
  • السيتوكينات: اختبار ELISA لـ TNF-α وIL-6 في أنسجة القولون.

النتائج: التهاب القولون والحاجز المعوي

• تم تخفيض DAI بنسبة 70% في مجموعة TSPs + EGCG مقابل 45% مع EGCG المجاني.
• تم استعادة سلامة الظهارة: كان التعبير عن ZO-1 وoccludin في الخلايا الظهارية أعلى بنسبة 60٪ من الضوابط.
• تم قمع الالتهاب: انخفض TNF-α وIL-6 إلى مستويات لم يتم ملاحظتها في ضوابط التهاب القولون، في حين أظهر EGCG الحر انخفاضًا جزئيًا فقط.

التأثير على ميكروبات الأمعاء والدماغ

• ميكروبيوتا:
  • تم استعادة التنوع ألفا إلى مستويات قريبة من خط الأساس بواسطة TSPs + EGCG؛
  • وقد دعم نمو منتجي الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (Lachnospiraceae، Ruminococcaceae) التأثيرات الأيضية والمضادة للالتهابات.
• محور الأمعاء والدماغ:
  • يؤدي الانخفاض الجهازي لـ LPS في الدم إلى تقليل نفاذية حاجز الدم الدماغي.
  • أظهرت الفئران المصابة بالتهاب القولون سلوكًا قلقًا (↑الوقت الذي قضته على الجدران في اختبار المجال المفتوح) وسلوكًا اكتئابيًا (↑فترة عدم الحركة في اختبار السباحة القسرية).
  • أدى تناول TSPs + EGCG إلى تطبيع هذه المعايير: عاد القلق والاكتئاب إلى مستواهما لدى الفئران الصحية.

تصريحات المؤلفين

يقول الدكتور جو جونلينج: "لقد استوحينا الإلهام من التركيبة الطبيعية للبروتينات والبوليفينول الموجودة في أوراق الشاي وقمنا بإنشاء نظام يوصل EGCG بالضبط إلى المكان المطلوب - الأمعاء الملتهبة - مع الميزة الإضافية المتمثلة في تحسين الحالة المزاجية من خلال محور ميكروبيوتا الأمعاء والدماغ".

ويؤكد المؤلفون على عدة نقاط رئيسية:

• نهج طبيعي مستوحى من المواد الحيوية:
  «إن استخدام بروتينات الشاي من المواد الخام النباتية يجعل نظامنا متوافقًا حيويًا وصديقًا للبيئة قدر الإمكان»، يقول الدكتور غو جونلينغ. «لقد قمنا ببساطة بإعادة إنتاج مُركّبات الشاي الطبيعية على المستوى النانوي، مع الحفاظ على وظائفها».

• تأثير علاجي مزدوج
  : "نحن مهتمون بشكل خاص بأن TSPs + EGCG لا يخففان الالتهاب في الأمعاء فحسب، بل يُعيدان أيضًا المؤشرات السلوكية للقلق والاكتئاب إلى طبيعتها"، كما يُشير البروفيسور لي شياوجون. "هذا يؤكد أهمية محور الأمعاء والدماغ في التسبب في مرض التهاب الأمعاء".

• آفاق التطبيق السريري
  : "تبدو النتائج على الفئران واعدة، لكننا بحاجة إلى تقييم الحرائك الدوائية وسلامتها لدى البشر"، تضيف الدكتورة سارة تشين من جامعة كولومبيا البريطانية. "نخطط لإجراء المرحلة الأولى من التجارب السريرية في وقت مبكر من العام المقبل".

• استراتيجية تعافي شاملة
  : "هدفنا هو ابتكار مكمل غذائي يُقوّي حاجز الأمعاء، ويُنظّم ميكروبات الأمعاء، ويُحسّن مزاج المرضى في آنٍ واحد"، يُلخّص الدكتور تشانغ وي. "مع مُكمّلات TSP، أصبح هذا واقعًا ملموسًا".

الآفاق

1. مكمل غذائي جديد: قد تصبح TSPs مكملًا غذائيًا آمنًا لمرضى التهاب الأمعاء
2. العلاج النفسي الحيوي: مزيج من التأثيرات المضادة للالتهابات والمضادة للقلق يفتح آفاقا جديدة لعلاج اضطرابات "الدماغ والأمعاء".
3. التجارب السريرية: تشمل الخطوات التالية تقييم سلامة ودوائية TSPs في المتطوعين الأصحاء والمرضى الذين يعانون من التهاب القولون التقرحي الخفيف.

يعد هذا النهج المستوحى من الطبيعة الحيوية بعلاج شامل لمرض التهاب الأمعاء والذي يجمع بين حماية الغشاء المخاطي وتنظيم الميكروبات وتحسين الحالة النفسية والعاطفية.