Kluczowe wnioski:

  • Probiotyki modulują ekspresję miRNA i lncRNA, wpływając na mechanizmy epigenetyczne w organizmie.
  • Metabolity probiotyków, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, regulują niekodujące RNA w chorobach zapalnych jelit, raka jelita grubego, zespole metabolicznym i chorobie Alzheimera.
  • Oś mikrobiota-ncRNA otwiera możliwości personalizowanych interwencji w medycynie prewencyjnej i precyzyjnej.
  • Probiotyki oferują nieinwazyjną strategię modulacji ekspresji genów i przywracania homeostazy w złożonych schorzeniach.

Co to jest regulacja epigenetyczna przez probiotyki?

Probiotyki odgrywają kluczową rolę w modulacji ekspresji genów gospodarza poprzez mechanizmy epigenetyczne. Szczególnie istotne jest ich oddziaływanie na niekodujące RNA, takie jak mikrorRNA (miRNA) i długie niekodujące RNA (lncRNA). Te cząsteczki regulują milczenie genów, przebudowę chromatyny oraz szlaki sygnałowe związane z odpornością, stanem zapalnym, rakiem i chorobami neurodegeneracyjnymi.

Badania pokazują, że konkretne szczepy probiotyków zmieniają ekspresję miRNA i lncRNA, co prowadzi do korzystnych efektów w różnych stanach patologicznych i fizjologicznych. Metabolity pochodzące z probiotyków, w tym pęcherzyki zewnątrzkomórkowe i krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, wchodzą w interakcje z maszynerią transkrypcyjną gospodarza oraz procesami biogenezy ncRNA.

Mechanizmy działania probiotyków na miRNA

Probiotyki i ich produkty oddziałują na komórki nabłonkowe, immunologiczne, wątrobowe oraz nerwowe gospodarza. Wpływają na kolejne etapy biogenezy miRNA: transkrypcję, przetwarzanie i ładowanie do kompleksu RISC. Zmiany w ekspresji miRNA regulują szlaki zapalne, apoptozę, metabolizm lipidów, stres oksydacyjny oraz funkcję barierową.

Te efekty przynoszą korzyści w modelach chorób, takich jak zapalna choroba jelit, rak jelita grubego, zespół metaboliczny, niealkoholowe stłuszczeniowe zapalenie wątroby (NAFLD/NASH), choroba Alzheimera oraz zaburzenia autoimmunologiczne.

Główne ścieżki biologiczne modulowane przez miRNA

  • Zapalenie i odpowiedź immunologiczna.
  • Apoptoza i przeżycie komórkowe.
  • Metabolizm lipidów i homeostaza energetyczna.
  • Stres oksydacyjny i funkcja barierowa jelit.

Regulacja lncRNA przez probiotyki

Długie niekodujące RNA kontrolują ekspresję genów poprzez przebudowę chromatyny, regulację transkrypcji, sekwestrację miRNA oraz stabilność mRNA. Szczepy probiotyków modulują specyficzne lncRNA związane z procesami metabolicznymi, zapalnymi i nowotworowymi. Te interakcje wpływają na kluczowe szlaki, takie jak Hippo/YAP1, Notch, cGAS-STING, sygnałowanie cytokin zapalnych oraz apoptozę.

Sprawdź również:  Poprawa doustnego suplementowania odżywczego w okresie okołoperacyjnym u starszych pacjentów z złamaniem szyjki kości udowej: projekt pilotażowy oparty na dowodach naukowych

Modulacja lncRNA indukowana probiotykami przynosi korzyści w modelach raka jelita grubego, NAFLD/NASH, fibrozie popromiennej oraz atrofii mięśniowej.

Przykładowe efekty w chorobach

  • Rak jelita grubego (CRC).
  • Niealkoholowe stłuszczeniowe zapalenie wątroby (NAFLD/NASH).
  • Fibroza po napromieniowaniu.
  • Atrofia mięśni.

Zastosowania w medycynie prewencyjnej i precyzyjnej

Integracja probiotyków z terapią epigenetyczną stanowi obiecującą, nieinwazyjną strategię modulacji ekspresji genów i przywracania homeostazy w złożonych chorobach. Oś mikrobiota-ncRNA podkreśla potencjał celowanego oddziaływania na mikrobiotę jelitową. Omawiane są perspektywy personalizowanych interwencji opartych na mikrobiomie oraz wyzwania w translacji klinicznej.

Przyszłe kierunki badań skupiają się na wykorzystaniu interakcji probiotyk-ncRNA w medycynie precyzyjnej, w tym w chorobie Alzheimera, zespole metabolicznym i zapalnych chorobach jelit.

Źródło: Oryginalny artykuł