EGCG-nanopartiklar från te återställer tarm- och mental balans vid kolit

Forskare från Sichuan Agricultural University och University of British Columbia har utvecklat bioinspirerade teprotein-nanopartiklar (TSP) som på ett tillförlitligt sätt kan transportera och frisätta (-)-epigallokatekin-3-gallat (EGCG), en viktig polyfenol i grönt te, in i tarmarna, och därigenom inte bara minska inflammation i kolit, utan också lindra ångest och depression hos möss med tillståndet. Studien publiceras i tidskriften Theranostics.

EGCG-problemet

(-)-Epigallocatechin-3-gallat (EGCG) är känt för sina starka antioxidativa och antiinflammatoriska egenskaper, men det bryts snabbt ner i mag-tarmkanalen och absorberas dåligt.

Skapa "te-nanokurirer"

• Ursprungsmaterial: teextraktrester efter teproduktion (temjöl) är rik på proteiner (TProtein).
• Spontan sammansättning: I fysiologisk buffert blandades TProtein med EGCG vid något surt pH, vilket resulterade i självsammansättning av nanopartiklar med en diameter på 100–120 nm utan några organiska lösningsmedel eller kemiska bindemedel.
• Karakterisering:
  • DLS och TEM bekräftade den smala storleksfördelningen och den sfäriska formen.
  • FTIR och DSC visade att EGCG var inkapslat i en proteinmatrix och var stabilt vid 37 °C och pH 2–8.
  • Hög belastning: upp till 25 % av massan av nanopartiklar är EGCG.

Skydd och leverans

• Magstabilitet: TSP minskar oxidationen av EGCG med 30 % vid lågt pH samtidigt som aktiviteten bibehålls.
• Slemhinnpenetration: Den negativa laddningen och storleken <200 nm gör att nanopartiklarna kan penetrera den inflammerade tjocktarmsslemhinnan.

Kontrollerad frisättning i tarmen

• pH-beroende: Vid pH 7,4 (tarm) frisattes upp till 80 % av EGCG från TSP:er inom 12 timmar, medan nedbrytningen var mindre än 20 % vid pH 2 (magsäck), vilket skyddade polyfenolen från nedbrytning.
• Oxidationsskydd: i en sur miljö förlorade fritt EGCG aktivitet efter 2 timmar, medan det i TSP:er behöll >70 % av sin antioxidantpotential.

Preklinisk modell av kolit

• Induktion av kolit: Möss behandlades med 2 % DSS i dricksvatten i 7 dagar.
• Behandling: antingen fritt EGCG (25 mg/kg), ekvimolärt EGCG i TSP, tomma TSP eller saltlösning gavs oralt.
• Betyg:
  • DAI (Disease Activity Index): ett kombinerat index för vikt, avföring och blod i avföringen.
  • Histologi: H&E-färgning och ZO-1/ockludin-immunofluorescens.
  • Cytokiner: ELISA för TNF-α, IL-6 i kolonvävnad.

Resultat: Kolit och tarmbarriären

• DAI minskade med 70 % i TSPs + EGCG-gruppen jämfört med 45 % med fritt EGCG.
• Epitelintegriteten återställdes: ZO-1- och occludin-uttryck i krypter var 60 % högre än i kontrollgruppen.
• Inflammationen undertrycks: TNF-α och IL-6 sjönk till nivåer som inte observerades i kontrollpersoner med kolit, medan fritt EGCG endast visade en partiell minskning.

Påverkan på mikrobiota och hjärna

• Mikrobiota:
  • α-diversitet återställdes till nära baslinjenivåer med TSPs + EGCG;
  • Tillväxten av SCFA-producenter (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) stödde metaboliska och antiinflammatoriska effekter.
• Tarm-hjärnaxeln:
  • Systemisk minskning av LPS i blodet minskade permeabiliteten hos blod-hjärnbarriären.
  • Möss med kolit uppvisade vanligtvis ångestfyllt (↑tid vid väggar i det öppna fälttestet) och depressivt (↑immobiliseringsperiod i det påtvingade simtestet) beteende.
  • TSP + EGCG normaliserade dessa parametrar: ångest och depression återgick till nivån hos friska möss.

Författarnas uttalanden

”Vi inspirerades av den naturliga kombinationen av proteiner och polyfenoler i teblad och skapade ett system som levererar EGCG exakt där det behövs – i den inflammerade tarmen – med den extra fördelen att det förbättrar humöret via mikrobiota-tarm-hjärnaxeln”, säger Dr. Guo Junling.

Författarna betonar flera viktiga punkter:

• Bioinspirerat och naturligt tillvägagångssätt
  ”Genom att använda teproteiner från växtråvaror blir vårt system så biokompatibelt och miljövänligt som möjligt”, säger Dr. Guo Junling. ”Vi återskapade helt enkelt naturliga tekomplex på nanoskala och bevarade deras funktionalitet.”

• Dubbel terapeutisk effekt
  ”Vi är särskilt intresserade av det faktum att TSP + EGCG inte bara lindrar inflammation i tarmen, utan också normaliserar beteendemässiga indikatorer på ångest och depression”, konstaterar professor Li Xiaojun. ”Detta bekräftar vikten av tarm-hjärnaxeln i patogenesen av IBD.”

• Utsikter för klinisk översättning
  ”Resultaten hos möss ser lovande ut, men vi behöver utvärdera farmakokinetiken och säkerheten för TSP hos människor”, tillägger Dr. Sarah Chen vid University of British Columbia. ”Vi planerar kliniska fas I-prövningar redan nästa år.”

• En omfattande återhämtningsstrategi
  ”Vårt mål är att skapa ett kosttillskott som samtidigt stärker tarmbarriären, modulerar mikrobiotan och förbättrar patienternas humör”, sammanfattar Dr. Zhang Wei. ”Med TSP:er blir detta verklighet.”

Framtidsutsikter

1. Nytt nutraceutiskt läkemedel: TSP:er kan bli ett säkert kosttillskott för IBD-patienter
2. Psykobiotika: Kombinationen av antiinflammatoriska och ångestdämpande effekter öppnar en nisch för behandling av "tarm-hjärn"-sjukdomar.
3. Kliniska prövningar: Nästa steg inkluderar att utvärdera säkerheten och farmakokinetiken för TSP:er hos friska frivilliga och patienter med mild ulcerös kolit.

Denna naturligt-bioinspirerade metod lovar en heltäckande behandling för IBD som kombinerar slemhinneskydd, mikrobiotisk reglering och förbättring av det psyko-emotionella tillståndet.