Kluczowe wnioski:

  • Probiotyki mogą wpływać na ekspresję mikroRNA i długich niekodujących RNA, zmieniając sposób działania genów gospodarza.
  • Zmiany te przekładają się na łagodzenie stanu zapalnego, poprawę funkcji bariery jelitowej oraz zmniejszenie ryzyka chorób metabolicznych i nowotworowych.
  • Metabolity bakterii probiotycznych, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, oddziałują bezpośrednio na procesy epigenetyczne w komórkach człowieka.
  • Ukierunkowanie na oś mikrobiota–ncRNA otwiera nowe możliwości spersonalizowanej medycyny prewencyjnej i wspomagania leczenia chorób przewlekłych.

Wprowadzenie do epigenetycznej roli bakterii jelitowych

Badania nad mikrobiomem pokazały, że bakterie jelitowe mogą oddziaływać na gospodarza nie tylko poprzez wytwarzanie witamin czy fermentację błonnika. Coraz więcej dowodów wskazuje, że probiotyki regulują również ekspresję genów za pomocą mechanizmów epigenetycznych.

Szczególne znaczenie mają tu niekodujące RNA – krótkołańcuchowe mikroRNA (miRNA) oraz dłuższe lncRNA. Oba typy cząsteczek kontrolują, które geny są włączane lub wyłączane w komórkach człowieka.

Zmiany w poziomie tych RNA wpływają na procesy zapalne, metabolizm lipidów, apoptozę i funkcjonowanie bariery jelitowej.

Mechanizmy oddziaływania probiotyków na miRNA

Probiotyki i ich metabolity, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe oraz pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, wchodzą w interakcje z komórkami nabłonka jelit, komórkami odpornościowymi oraz hepatocytami.

Interakcje te modyfikują kolejne etapy powstawania miRNA: transkrypcję, dojrzewanie i ładowanie do kompleksu RISC. W efekcie zmienia się profil miRNA w tkankach, co wpływa na szlaki sygnałowe odpowiedzialne za stan zapalny, stres oksydacyjny i metabolizm lipidów.

Badania na modelach zwierzęcych i komórkowych wykazały korzystne zmiany w ekspresji miRNA po podawaniu wybranych szczepów probiotycznych.

Przykłady wpływu na konkretne choroby

  • W nieswoistych zapaleniach jelit (IBD) regulacja miRNA przyczynia się do zmniejszenia nadmiernej odpowiedzi zapalnej i poprawy integralności błony śluzowej.
  • W raku jelita grubego niektóre miRNA hamowane przez probiotyki spowalniają proliferację komórek nowotworowych.
  • W zespole metabolicznym i stłuszczeniowej chorobie wątroby zmiany w profilu miRNA poprawiają gospodarkę lipidową i zmniejszają insulinooporność.
  • W modelach choroby Alzheimera modulacja miRNA może ograniczać procesy neurodegeneracyjne i stan zapalny w ośrodkowym układzie nerwowym.
Sprawdź również:  Potencjał indonezyjskich roślin leczniczych w walce z rakiem piersi – wyniki badań in vitro

Regulacja lncRNA przez bakterie probiotyczne

Długie niekodujące RNA (lncRNA) pełnią rolę regulatorów chromatyny, kontrolują stabilność mRNA oraz sekwestrują miRNA. Probiotyki wpływają na poziom wybranych lncRNA związanych z procesami metabolicznymi, zapalnymi i nowotworowymi.

Zmiany te oddziałują na szlaki sygnałowe Hippo/YAP1, Notch oraz cGAS–STING, co przekłada się na zmniejszenie apoptozy i włóknienia w różnych tkankach.

Obserwacje obejmują m.in. modele raka jelita grubego, niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby oraz uszkodzeń popromiennych.

Możliwości zastosowania klinicznego i wyzwania

Integracja probiotyków z terapią epigenetyczną stanowi obiecującą, nieinwazyjną strategię modulacji ekspresji genów. Podejście to może uzupełniać istniejące metody leczenia chorób przewlekłych i nowotworowych.

Przed wdrożeniem do praktyki klinicznej konieczne są dalsze badania nad standaryzacją szczepów, dawkowaniem oraz identyfikacją pacjentów, którzy odniosą największą korzyść.

Personalizowane interwencje oparte na mikrobiomie i profilu ncRNA mogą w przyszłości stać się elementem medycyny prewencyjnej i precyzyjnej.

Źródło: Oryginalny artykuł