I ricercatori dell’Institute of Process Engineering (IPE) della Chinese Academy of Sciences hanno sviluppato una terapia basata sui probiotici che ripristina sinergicamente l’omeostasi redox e microbiotica intestinale. Questa terapia ha alleviato efficacemente l’infiammazione e ridotto i danni al colon nei modelli di colite nei topi e nei primati non umani (NHP).
Lo studio è stato pubblicato su Cell Host & Microbe.
I probiotici sono potenziali trattamenti per la colite ulcerosa (UC), ma la loro efficacia è spesso compromessa da condizioni gastrointestinali che limitano l’aderenza e l’attività. Inoltre, il complicato ambiente patologico del tessuto infiammato implica anche la presenza di altri fattori patogeni.
Per affrontare queste problematiche, i ricercatori, avvalendosi di analisi bioinformatiche e di apprendimento automatico, hanno identificato il genere Lactobacillus come candidato idoneo per la modulazione del microbiota intestinale e hanno individuato lo stress ossidativo come fattore patogeno fondamentale per un intervento mirato.
Per la verifica, i ricercatori hanno raccolto e analizzato campioni fecali da una coorte di donatori sani e pazienti con CU. I risultati hanno mostrato una ridotta prevalenza di Lactobacillus e un aumento dello stress ossidativo nei pazienti con colite ulcerosa.
“Considerando ulteriormente la gravità dell’infiammazione, abbiamo scoperto correlazioni tra due aspetti dell’abbondanza di Lactobacillus, livelli di 8-idrossi-2-deossiguanosina e valori di proteina C-reattiva nei pazienti con colite ulcerosa, che hanno rivelato la stretta associazione di questi due aspetti nell’esacerbazione della condizione”, ha affermato il Prof. Cui Yimin del Peking University First Hospital, uno degli autori corrispondenti.
Questi risultati hanno indicato che, oltre a fornire una quantità adeguata di Lactobacillus vitale, dotare il Lactobacillus della funzione di eliminare le specie reattive dell’ossigeno (ROS) potrebbe migliorare ulteriormente il trattamento della colite ulcerosa.
Considerando che il selenio è un oligoelemento nutrizionale che conferisce effetti antiossidanti, i ricercatori hanno proposto che la somministrazione congiunta di selenio e Lactobacillus potrebbe realizzare il ripristino sinergico dell’omeostasi redox-microbiota intestinale.
“Abbiamo sviluppato un nuovo metodo per far crescere in situ punti di selenio che sono incorporati nel film pericellulare che circonda la parete cellulare del Lactobacillus casei (Lac). Il Se-fLac risultante non solo ha dotato le cellule Lac di un’attività di rimozione dei ROS ultra elevata, ma ha anche migliorato la resistenza all’acido gastrico e la mucoadesione intestinale delle cellule Lac dopo somministrazione orale“, ha affermato il Prof. Ma Guanghui dell’IPE.
Nel sito della lesione, Se-fLac eliminava in modo evidente le ROS e aveva la tendenza a modulare il microbiota intestinale; questi due aspetti sono stati ulteriormente osservati con un potenziale beneficio reciproco.
“Per convalidare l’efficacia terapeutica di Se-fLac, lo abbiamo confrontato con il trattamento con acido 5-amminosalicilico, gli integratori VSL#3 e la loro combinazione. Se-fLac ha superato significativamente queste tre controparti in tutti gli indici terapeutici“, ha affermato il Prof. Wei Wei dell’IPE.
Sebbene i modelli murini di CU siano stati ampiamente utilizzati per esaminare l’efficacia terapeutica, questi modelli murini potrebbero non riuscire a simulare accuratamente le strutture anatomiche e le funzioni fisiologiche del tratto gastrointestinale, così come le caratteristiche patologiche della colite ulcerosa negli esseri umani.
Spiegano gli autori:
“I probiotici sono potenziali trattamenti per la colite ulcerosa (UC), ma la loro efficacia è spesso compromessa da condizioni gastrointestinali che limitano l’adesione e l’attività. Qui, utilizziamo l’apprendimento automatico e la bioinformatica per confermare che i pazienti con UC hanno una ridotta prevalenza del genere Lactobacillus e un aumento dello stress ossidativo, che è correlato alla gravità dell’infiammazione. Di conseguenza, abbiamo sviluppato una terapia basata sui probiotici che ripristina sinergicamente l’omeostasi redox intestinale e del microbiota. Il Lactobacillus casei (Lac) è stato indotto a formare un film pericellulare, fornendo una rete di polisaccaridi per la cristallizzazione spazialmente confinata di punti di selenio ultrapiccoli ma altamente attivi (Se-Lac). Dopo somministrazione orale, il film pericellulare incorporato nei punti di selenio ha migliorato in modo efficiente la resistenza all’acido gastrico e la mucoadesione intestinale delle cellule Lac. Nel sito della lesione, i punti di selenio hanno spazzato via le specie reattive dell’ossigeno, mentre Lac ha modulato il microbiota intestinale. In numerosi modelli di topi e primati non umani, questa terapia ha alleviato efficacemente l’infiammazione e ridotto i danni al colon, dimostrandosi quindi promettente come trattamento per la colite ulcerosa“.
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“Ciò ci ha motivato a stabilire un modello NHP per collegare le indagini su Se-fLac condotte su topi e esseri umani, e la potente efficacia terapeutica ha evidenziato il forte potenziale traslazionale di Se-fLac per sviluppare trattamenti clinicamente rilevanti“, ha affermato il Prof. Wei.
Fonte: Cell Host & Microbe