Kluczowe wnioski:

  • Probiotyki oddziałują z mikrobiomie, regulując epigenom za pomocą metabolitów takich jak SCFAs i pęcherzyki zewnątrzkomórkowe.
  • Zmiany w ekspresji miRNA i lncRNA wpływają na stany zapalne, metabolizm lipidów oraz funkcję barierową jelit.
  • Korzystne efekty obserwuje się w nieswoistych zapaleniach jelit, raku jelita grubego, zespole metabolicznym oraz chorobie Alzheimera.
  • Integracja z precyzyjną medycyną umożliwia spersonalizowane interwencje oparte na analizie mikrobiomu i epigenomu.

Wstęp do roli mikrobiomie w epigenom

Nowoczesne badania mikrobiomie ujawniają kluczową rolę probiotyków w modulowaniu epigenom gospodarza poprzez mechanizmy epigenetyczne. Szczególne znaczenie mają niekodujące RNA, takie jak długie niekodujące RNA (lncRNA) i mikroRNA (miRNA). Te cząsteczki regulują wyciszanie genów, przebudowę chromatyny oraz szlaki sygnałowe związane z odpornością, stanem zapalnym, nowotworami i chorobami neurodegeneracyjnymi.

Przegląd ten analizuje dowody na wpływ konkretnych szczepów probiotycznych na ekspresję miRNA i lncRNA, co prowadzi do korzystnych efektów w różnych stanach patologicznych i fizjologicznych.

Mechanizmy molekularne działania probiotyków na epigenom

Metabolity pochodzące z probiotyków, takie jak pęcherzyki zewnątrzkomórkowe i krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, oddziałują z maszynerią transkrypcyjną gospodarza oraz biogenezą ncRNA. Probiotyki wpływają na etapy produkcji miRNA, w tym transkrypcję, przetwarzanie i ładowanie do kompleksu RISC.

Zmiany w ekspresji miRNA modulują szlaki zapalne, apoptozę, metabolizm lipidów, stres oksydacyjny oraz funkcję barierową. Te efekty korzystnie oddziałują na modele chorób, takie jak nieswoiste zapalenia jelit, rak jelita grubego, zespół metaboliczny, NAFLD/NASH, choroba Alzheimera i zaburzenia autoimmunologiczne.

Modulacja miRNA przez probiotyki

Probiotyki i ich produkty, w tym pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, SCFAs oraz metabolity mikrobiologiczne, interagują z komórkami nabłonkowymi, immunologicznymi, wątrobowymi i nerwowymi gospodarza. Te interakcje regulują ekspresję miRNA, wpływając na kluczowe szlaki biologiczne.

  • Zmniejszają stan zapalny i apoptozę.
  • Poprawiają metabolizm lipidów i funkcję barier jelitowych.
  • Łagodzą stres oksydacyjny w modelach chorób jelitowych, nowotworowych i metabolicznych.

Regulacja lncRNA przez probiotyki w kontekście mikrobiomie

Długie niekodujące RNA kontrolują ekspresję genów poprzez przebudowę chromatyny, regulację transkrypcyjną, sekwestrację miRNA oraz stabilność mRNA. Probiotyki modulują specyficzne lncRNA związane z procesami metabolicznymi, zapalnymi i nowotworowymi.

Sprawdź również:  Triclosan a toksyczność rozrodcza: Ochronne działanie nanoselenu i fitoterapii

Te interakcje wpływają na szlaki takie jak Hippo/YAP1, Notch, cGAS-STING, sygnalizacja cytokin zapalnych oraz apoptoza. Korzystne efekty obserwuje się w rakach jelita grubego, NAFLD/NASH, fibrozie popromiennej i atrofii mięśniowej.

  • Przebudowa chromatyny i kontrola transkrypcji.
  • Sekwestracja miRNA i stabilizacja mRNA.
  • Modulacja szlaków sygnałowych w chorobach.

Zastosowania w chorobach i medycynie prewencyjnej

Oś mikrobiota-ncRNA jest obiecującym celem terapeutycznym w chorobach zapalnych jelit, raku jelita grubego, zespole metabolicznym i chorobie Alzheimera. Probiotyki oferują nieinwazyjną strategię modulowania epigenom i przywracania homeostazy.

Perspektywy obejmują spersonalizowane interwencje oparte na mikrobiomie, choć wyzwania w translacji klinicznej pozostają.

Przyszłość probiotyków w precyzyjnej medycynie epigenom

Integracja probiotyków z terapią epigenetyczną zapowiada obiecujące podejście do złożonych chorób. Badania podkreślają potencjał w prewencji i leczeniu poprzez oś mikrobiota-ncRNA.

Źródło: Oryginalny artykuł