- Biohybrydowe roboty EcN@PDA@HP składają się z trenowanych stresem mikroalg Haematococcus pluvialis, probiotyków Escherichia coli Nissle 1917 i systemu hamującego w jelicie.
- Dzięki treningowi stresowemu mikroalgi zyskują grubszą ścianę komórkową odporną na kwas żołądkowy, zachowują ruchliwość i zwiększają produkcję astaksantyny – silnego antyoksydantu.
- Probiotyki pokryte polidopaminą chronią się przed środowiskiem żołądkowym i adherują specjalnie do stanów zapalnych w jelitach.
- Połączenie astaksantyny i probiotyków skutecznie łagodzi objawy choroby zapalnej jelit u modeli mysich poprzez neutralizację reaktywnych form tlenu i odbudowę mikrobioty jelitowej.
Co to jest choroba zapalna jelit i jakie są jej główne wyzwania?
Choroba zapalna jelit (IBD) charakteryzuje się podwyższonym poziomem reaktywnych form tlenu (ROS) w jelitach oraz zaburzeniami mikrobioty jelitowej. Aktualne metody dostarczania leków, takich jak antyoksydanty czy probiotyki, mają problem z ochroną tych substancji przed kwaśnym środowiskiem żołądka. Brakuje też precyzyjnego mechanizmu kierowania ich do miejsc zapalnych w jelitach.
Budowa innowacyjnych robotów EcN@PDA@HP
EcN@PDA@HP to biohybrydowy robot zbudowany z trenowanych stresem mikroalg Haematococcus pluvialis (HP), probiotyków Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) oraz systemu hamującego w jelicie. Trening stresowy sprawia, że HP produkuje więcej astaksantyny (AST) – naturalnego antyoksydantu – i tworzy grubszą ścianę komórkową odporną na kwasy żołądkowe. Mikroalgi zachowują przy tym zdolność do aktywnego poruszania się dzięki wiciom.
Probiotyki EcN są pokrywane polidopaminą (PDA), co chroni je przed działaniem kwasu żołądkowego i enzymów trawiennych. PDA umożliwia też specyficzną adhezję do zapalonych obszarów jelit. Połączenie elementów następuje dzięki interakcjom gospodarz-gość między zmodyfikowanymi powierzchniami mikroalg i probiotyków.
Proces wytwarzania robotów
Proces zaczyna się od treningu stresowego HP, co wzmacnia ich odporność i zwiększa produkcję AST. Następnie EcN pokrywa się PDA dla ochrony i adhezji. Ostatecznie obie części łączą się poprzez modyfikacje chemiczne: β-CD na HP i ADA na EcN.
Mechanizm działania w organizmie
Po podaniu doustnym roboty EcN@PDA@HP szybko przechodzą przez żołądek dzięki naturalnej ruchliwości i odporności na kwas. Pokrycie PDA działa jak „hamulec jelitowy”, zatrzymując roboty w miejscach zapalnych jelita grubego.
Tam uwalniają astaksantynę, która neutralizuje ROS, oraz probiotyki EcN, które przywracają równowagę mikrobioty jelitowej. Synergia tych działań skutecznie łagodzi objawy IBD w modelach mysich.
Potwierdzenie skuteczności w badaniach
Badania in vivo wykazały, że roboty zachowują aktywność po przejściu przez żołądek i adherują specjalnie do zapalonych tkanek. Połączenie neutralizacji ROS przez AST i terapii probiotycznej prowadzi do poprawy stanu jelit u samców myszy z IBD.
Perspektywy dla leczenia IBD
EcN@PDA@HP oferuje obiecującą strategię dla różnych postaci IBD dzięki precyzyjnemu dostarczaniu aktywnych składników. Brak konfliktu interesów autorów podkreśla wiarygodność badań opublikowanych w Nature Communications. Ta technologia może stać się podstawą nowych terapii przewodu pokarmowego.
Źródło: Oryginalny artykuł
Zapalony zielarz i miłośniki natury. Zainspirowany złożonością i bogactwem natury, poświęcił swoje życie odkrywaniu i naukowemu badaniu roślin leczniczych. Pasja do roślin i głębokie zrozumienie ich leczniczych właściwości przekłada się na unikalne, holistyczne podejście do zdrowia i wellness.