Kluczowe wnioski:

  • Probiotyki mogą wpływać na ekspresję mikroRNA i długich niekodujących RNA, zmieniając w ten sposób aktywność genów gospodarza.
  • Metabolity bakterii probiotycznych, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, oddziałują z mechanizmami regulacji genów.
  • Zmiany w poziomie tych RNA wiążą się z korzystnymi efektami w chorobach zapalnych jelit, raku jelita grubego, zespole metabolicznym oraz chorobie Alzheimera.
  • Interakcja między mikrobiotą a niekodującymi RNA stanowi obiecujący, nieinwazyjny kierunek w medycynie prewencyjnej i spersonalizowanej.

Postępy w badaniach mikrobiomu pokazały, że bakterie probiotyczne mogą oddziaływać na ekspresję genów gospodarza poprzez mechanizmy epigenetyczne. Szczególną rolę odgrywają w tym procesie niekodujące RNA, takie jak mikroRNA (miRNA) i długie niekodujące RNA (lncRNA). Te cząsteczki regulują wyciszanie genów, przebudowę chromatyny oraz szlaki sygnałowe związane z odpornością i stanem zapalnym.

Jak probiotyki modulują ekspresję miRNA

Probiotyki i ich metabolity, w tym krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe oraz pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, wchodzą w interakcje z komórkami nabłonka, układu odpornościowego, wątroby i układu nerwowego. Interakcje te wpływają na etapy powstawania miRNA – od transkrypcji, przez obróbkę, aż po załadowanie do kompleksu RISC.

Zmiany poziomu miRNA przekładają się na regulację szlaków odpowiedzialnych za zapalenie, apoptozę, metabolizm lipidów, stres oksydacyjny oraz integralność bariery jelitowej. Dzięki temu probiotyki mogą łagodzić objawy w modelach chorób zapalnych jelit, raka jelita grubego, zespołu metabolicznego oraz choroby Alzheimera.

Przykłady wpływu na konkretne choroby

  • W chorobach zapalnych jelit modulacja miRNA sprzyja zmniejszeniu stanu zapalnego i poprawie funkcji bariery jelitowej.
  • W raku jelita grubego zmiany w ekspresji miRNA mogą hamować proliferację komórek nowotworowych.
  • W zespole metabolicznym i stłuszczeniu wątroby regulacja miRNA wpływa na metabolizm lipidów i insulinooporność.
  • W chorobie Alzheimera modulacja miRNA może ograniczać procesy neurodegeneracyjne i stan zapalny w mózgu.

Rola lncRNA w mechanizmach działania probiotyków

Długie niekodujące RNA regulują ekspresję genów poprzez przebudowę chromatyny, kontrolę transkrypcji, wiązanie miRNA oraz stabilizację mRNA. Probiotyki modulują poziom wybranych lncRNA związanych z procesami metabolicznymi, zapalnymi i nowotworowymi.

Sprawdź również:  Nowy suplement wspomagający zdrowie prostaty – wyniki badania pilotażowego

Zmiany te wpływają na szlaki sygnałowe, takie jak Hippo/YAP1, Notch czy cGAS–STING, a także na sygnalizację cytokin zapalnych i apoptozę. Dzięki temu probiotyki mogą oddziaływać korzystnie w raku jelita grubego, stłuszczeniowej chorobie wątroby, zwłóknieniu popromiennym oraz zaniku mięśni.

Perspektywy medycyny spersonalizowanej

Włączenie probiotyków do terapii epigenetycznych stanowi obiecującą, nieinwazyjną strategię modulacji ekspresji genów i przywracania homeostazy w chorobach złożonych. Kluczowe znaczenie ma zrozumienie interakcji między mikrobiotą a niekodującymi RNA.

Przed wdrożeniem do praktyki klinicznej konieczne jest rozwiązanie wyzwań związanych z tłumaczeniem wyników badań podstawowych na zastosowania terapeutyczne. Przyszłe badania powinny skupić się na precyzyjnym doborze szczepów probiotycznych do indywidualnego profilu pacjenta.

Źródło: Oryginalny artykuł