Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Janusowe oblicze nanocząstek z diety: w jednym pomagają, w innych rzeczach szkodzą

Recommended Posts

Ultradrobne cząstki przywierają do mikroorganizmów jelitowych, wpływając na ich cykl życiowy, a także komunikację z gospodarzem. Eksperymenty naukowców z Uniwersytetu Jana Gutenberga (JGU) w Moguncji pokazały też, że wiązanie nanocząstek obniża zakaźność Helicobacter pylori, a jak wiadomo, infekcja tym patogenem zwiększa ryzyko zachorowania na raka żołądka.

Autorzy artykułu z pisma npj Science of Food przekonują, że ich odkrycia będą stanowić bodziec dla dalszych badań epidemiologicznych i jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, utorują drogę pracom nad specyficznymi suplementami - probiotycznymi nanocząstkami.

Jedzenie i wchodzące w skład pożywienia nanocząstki mogą wpływać na równowagę mikrobiom-gospodarz [...]. By obniżyć potencjalne ryzyko i korzystnie oddziaływać na zdrowie, musimy zrozumieć oddziaływania nanocząstek z diety - podkreśla prof. David J. McClements z Uniwersytetu Massachusetts w Amherst.

Przed naszym badaniem nikt tak naprawdę nie sprawdzał, czy, a jeśli tak, to w jaki sposób, nanododatki wywierają bezpośredni wpływ na mikroflorę jelitową - dodaje prof. Roland Stauber z JGU. By oddać, co się dzieje z obecnie używanymi bądź przyszłymi nanododatkami do żywności, analizowaliśmy szeroką gamę technicznych nanocząstek o jasno zdefiniowanych właściwościach. Symulując ich podróż przez różne środowiska przewodu pokarmowego, odkryliśmy, że wszystkie testowane nanomateriały są zdolne do wiązania z bakteriami.

Wiązanie to ma różne konsekwencje. Z jednej strony pokryte nanocząstkami mikroorganizmy są słabiej rozpoznawane przez układ odpornościowy, co może prowadzić do wzmożonej reakcji zapalnej. Z drugiej jednak okazuje się, że nanocząstki krzemionki hamują zakaźność H. pylori.

Uderzające było to, że z różnych produktów spożywczych, np. piwa, potrafiliśmy również wyizolować naturalnie występujące nanocząstki, które dawały takie same skutki. Nanocząstki w naszej codziennej diecie nie są [więc] wyłącznie czymś celowo dodawanym. To także drobiny generowane naturalnie podczas przygotowań/obróbki. Nanocząstki są czymś wszechobecnym - opowiada Stauber.

Niemcy mają nadzieję, że dzięki ich odkryciom uda się opracować strategie uzyskiwania i wykorzystywania syntetycznych bądź naturalnych nanocząstek do modulowania mikrobiomu.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podawanie antybiotyków wcześniakom może mieć długotrwałe negatywne skutki dla ich zdrowia, informują naukowcy z Washington University w St. Louis. Niemal wszystkie wcześniaki otrzymują przez pierwsze tygodnie antybiotyki, które mają chronić je przed potencjalnie śmiertelnymi infekcjami. To ratuje ich życie, ale niszczy mikrobiom jelit.
      Autorzy artykułu opublikowanego na łamach Nature Microbiology sugerują, by starannie dobierać antybiotyki podawane wcześniakom tak, by zminimalizować ich negatywny wpływ na mikrobiom jelit. Jako, że mikrobiom ten odgrywa kolosalną rolę, jego naruszenie może skutkować rozwojem chorób w późniejszym życiu.
      Naukowcy z St. Louis zauważyli, że półtora roku po opuszczeniu przez wcześniaki szpitala wciąż widać u nich skutki podawania antybiotyków. W porównaniu z dziećmi urodzonymi w terminie, które nie brały antybiotyków, w mikrobiomie wcześniaków występuje więcej bakterii związanych z pojawianiem się chorób, mniej bakterii powiązanych z dobrym stanem zdrowia oraz więcej antybiotykoopornych bakterii.
      Bakteriami, które z największym prawdopodobieństwem są w stanie przetrwać antybiotykoterpapię, nie są bakterie wiązane ze zdrowiem jelit. Skład mikrobiomu w zdecydowanej mierze ustala się do 3. roku życia i pozostaje dość stabilny. Jeśli zatem bakterie chorobotwórcze zdobędą tam przyczółki we wczesnym dzieciństwie, to człowiek będzie odczuwał tego skutki przez długi czas. Jedna lub dwie dawki antybiotyków w pierwszych tygodniach życia mogą mieć swoje konsekwencje, gdy człowiek ma 40 lat, wyjaśnia profesor Gautam Dantas, specjalista patologi, mikrobiologii i inżynierii biomedycznej.
      Zdrowa flora jelitowa jest powiązana ze zmniejszonym ryzykiem wielu chorób immunologicznych i metabolicznym, w tym ze zmniejszonym ryzykiem występowania alergii, cukrzycy, otyłości czy nieswoistego zapalenia jelit.
      Dantas i jego zespół chcieli dowiedzieć się, czy u wcześniaków po antybiotykoterapii mikrobiom jelit powraca do normy. W tym celu przeanalizowali 437 próbek kału pobranych od 58 dzieci w wieku 0–21 miesięcy. Wśród nich znajdowało się 41 dzieci, które urodziły się średnio o 10 tygodni zbyt wcześnie. Pozostałe dzieci były urodzone w terminie.
      Wszystkim wcześniakom podawano antybiotyki. Dziewięcioro z dzieci otrzymało pojedynczą dawkę, a pozostałych 32 otrzymało średnio 8 dawek, które były im podawane przez połowę ich pobytu na oddziale intensywnej opieki neonatologicznej. Żadne z dzieci urodzonych w terminie nie otrzymało antybiotyków.
      Badania wykazały, że wcześniaki, którym podawano liczne dawki antybiotyków, w wieku 21 miesięcy miały w jelitach znacznie więcej antybiotykoopornych bakterii, niż wcześniaki, którym podano pojedynczą dawkę oraz dzieci urodzone w terminie. Obecność antybiotykoopornych bakterii w jelitach niekoniecznie musi oznaczać kłopoty, o ile bakterie te w jelitach pozostaną. Jeśli jednak przedostaną się do krwioobiegu, układu moczowego czy innych części ciała, mogą wywołać trudne w leczeniu infekcje.
      Uczeni hodowali też bakterie, które pozyskali z próbek w odstępach 8–10 miesięcy. Okazało się, że antybiotykooporne bakterie u starszych dzieci były dokładnie tymi samymi szczepami, jakie pozyskano, gdy dzieci te były młodsze. To nie były podobne bakterie. To były te same szczepy. Antybiotyki otworzyły im drogę do skolonizowania jelit, a gdy już się tam znalazły, nie pozwoliły się stamtąd usunąć. I mimo tego, że nie wykazaliśmy, by bakterie te spowodowały zachorowania u badanych dzieci, to są te same rodzaje bakterii, które wywołują infekcje układu moczowego, układu krwionośnego i inne problemy. Mamy tutaj więc do czynienia z sytuacją, w której potencjalne patogeny zasiedlają organizm w pierwszych tygodniach życia i w nim pozostają, mówi Dantas.
      Dalsze analizy wykazały, że do 21. miesiąca życia u wszystkich dzieci doszło do zróżnicowania mikrobiomu. To dobry znak, gdyż brak takiego zróżnicowania jest wiązany z licznymi chorobami immunologicznymi i metabolicznymi u dzieci i dorosłych. Jednak zauważono również, że u wcześniaków, które brały wiele antybiotyków, różnicowanie mikrobiomu przebiegało wolniej niż u pozostałych dzieci. Co więcej, mikrobiom dzieci, którym wielokrotnie podawano antybiotyki miał mniej korzystny skład. Występowało u nich mniej bakterii z pożytecznych rodzin takich jak Bifidobacteriaceae, a więcej z grup szkodliwych, takich jak Proteobakterie.
      Jednym z autorów badań jest Barbara Warner, dyrektor Wydzaiłu Medycyny Noworodków. W związku z uzyskanymi wynikami doktor Warner, która jest też odpowiedzialna za opiekę nad wcześniakami w Oddziale Intensywnej Opieki Neonatologicznej St. Louis Children's Hospital wydała zalecenie, by zmniejszyć dawki antybiotyków podawane dzieciom. Już nie mówimy: „włączmy antybiotyki, bo lepiej, by były bezpieczne, niż gdybyśmy mieli później żałować, że tego nie zrobiliśmy”, stwierdza Warner. Teraz wiemy, że istnieje ryzyko, iż w ten sposób dokonamy negatywnej selekcji mikroorganizmów, które pozostaną w mikrobiomie i mogą zwiększyć ryzyko zachorowań w dzieciństwie czy późniejszym okresie życia. Znacznie bardziej ostrożnie podchodzimy do podawania antybiotyków i przerywamy terapię natychmiast po tym, jak stwierdzimy, że pozbyliśmy się chorobotwórczych bakterii. Wciąż musimy używać antybiotyków – kwestią bezdyskusyjną jest, że ratują one życie – jednak byliśmy w stanie znacząco obniżyć ich dawki i nie zauważyliśmy przy tym negatywnych skutków dla dzieci.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie, którzy piją czerwone wino, mają bardziej zróżnicowany skład mikroflory jelitowej. Dodatkowo wyniki zgromadzone przez zespół z King's College London pokazują, że spożycie czerwonego wina wiąże się z niższymi poziomami złego cholesterolu i otyłości.
      Wpływ piwa, cydru, czerwonego i białego wina oraz mocniejszych alkoholi na mikrobiom jelitowy i stan zdrowia badano m.in. w grupie 916 brytyjskich bliźniaczek. Okazało się, że flora jelitowa kobiet spożywających czerwone wino była bardziej zróżnicowana, w porównaniu do ochotniczek niepijących czerwonego wina. Podobnych zależności nie stwierdzono w przypadku białego wina, piwa i mocniejszych alkoholi.
      Od dawna wiemy o niewyjaśnionym korzystnym wpływie czerwonego wina na zdrowie serca. Nasze badanie pokazuje, że umiarkowane spożycie czerwonego wina wiąże się z bardziej różnorodną i zdrowszą florą jelitową, co częściowo tłumaczy to od dawna dyskutowane zjawisko - podkreśla dr Caroline Le Roy.
      Autorzy publikacji z pisma Gastroenterology wyjaśniają, że nierównowaga dobrych i złych mikroorganizmów w jelicie może skutkować upośledzonym działaniem układu odpornościowego, tyciem czy wysokim poziomem cholesterolu. Za marker dobrego stanu zdrowia uznaje się mikrobiom z większą liczbą gatunków bakteryjnych.
      Zespół zaobserwował, że mikrobiom osób pijących czerwone wino składa się właśnie z większej liczby gatunków (porównań dokonywano do niepijących czerwonego wina). Podobne rezultaty zaobserwowano w 3 różnych grupach (kohortach) z Wielkiej Brytanii, USA i Holandii. Korelacja była nadal widoczna, gdy naukowcy wzięli podczas analiz poprawkę na wiek, wagę, dietę czy status socjoekonomiczny.
      Specjaliści sądzą, że zaobserwowane zjawisko można przypisać polifenolom z czerwonego wina.
      To jedno z największych badań nad działaniem czerwonego wina na jelita [i tutejszych mieszkańców]. Objęło ono blisko 3 tys. osób z 3 krajów. Wydaje się, że za sporą część korzyści zdrowotnych przy umiarkowanym spożyciu może odpowiadać wysoki poziom polifenoli w skórce winogron - tłumaczy prof. Tim Spector.
      By zaobserwować efekt, wystarczy pić czerwone wino z rzadka - raz na dwa tygodnie. Gdyby ktoś musiał wybrać dziś jakiegoś drinka, warto sięgnąć właśnie po czerwone wino, bo wpływa ono korzystnie zarówno na człowieka, jak i na jego mikrobiom jelitowy, a to z kolei może się przełożyć na niższą wagę i mniejsze ryzyko choroby serca. Tak czy siak nadal zaleca się, by spożywać umiarkowane ilości alkoholu - podsumowuje Le Roy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Terapia przeciwnowotworowa, której celem było usunięcie guza bez potrzeby odwoływania się do radio- i chemioterapii czy chirurgii, pomyślnie przeszła kolejny etap badań klinicznych. Rok po leczeniu u 13 z 15 pacjentów cierpiących wcześniej na nowotwór prostaty, nie wykryto śladów choroby.
      Terapia, opracowana na Rice University, jest prawdopodobnie pierwszą fototermalną terapią przeciwnowotworową, której pozytywne wyniki zostały opublikowane w piśmie recenzowanym. Jej opis ukazał się na łamach PNAS.
      W badaniach wzięło udział 16 mężczyzn w wieku 58–79 lat ze zlokalizowanym rakiem prostaty stwarzającym niskie i średnie ryzyko wzrostu i przerzutowania. Terapia polegała na zlokalizowanej ablacji za pomocą nanocząstek złota. Piętnastu pacjentom pierwszego dnia dożylnie podano nanocząstki złota, a drugiego dnia przeprowadzono zabieg ablacji. Wszyscy tego samego dnia wrócili do domu. Po 3, 6 i 12 miesiącach po zabiegu przeprowadzono badania pod kątem występowania u nich nowotworu. Jedynie u 2 z 15 mężczyzn wykryto guza.
      Wstrzyknięcie nanosfer ze złota i krzemu pozwoliło na precyzyjne usunięcie guza i oszczędzenie reszty prostaty. W ten sposób uniknęliśmy niekorzystnych skutków ubocznych i poprawiliśmy komfort życia pacjentów, którzy po tradycyjnych zabiegach mogliby mieć m.in. problemy z erekcją czy utrzymaniem moczu, powiedział główny autor badań, profesor Ardeshir Rastinehad.
      Badania kliniczne wciąż trwają i dotychczas wzięło w nich udział 44 pacjentów leczonych Nowym Jorku, Teksasie i Michigan.
      Autorkami nowej terapii są inżynier Naomi Halas i bionżynier Jennifer West. Przed około 20 laty postanowiły one skupić się na terapii bazującej na nanocząstkach i od około roku 2000 nad takim rozwiązaniem pracowały.
      Same nanocząstki, krzemowe sfery pokryte złotem, zostały stworzone przez Halas w 1997 roku. Uczona wykazała, że zmieniając grubość warstwy złota można spowodować, że nanocząstki będą reagowały na światło o różnej długości fali. Około 2000 roku wraz z West opracowała sposób niszczenia komórek nowotworowych poprzez podgrzanie nanocząstek za pomocą lasera o niskiej mocy pracującego w bliskiej podczerwieni. Ten zakres fali światła penetruje tkanki nie czyniąc im krzywdy. Panie zyskały rozgłos i założyły firmę Nanospectra Biosciences, której celem było przystosowanie nowej terapii do zastosowań klinicznych. W tym samym czasie ojciec pani Halas zachorował na nowotwór prostaty i widząc, jak cierpi w wyniku skutków ubocznych leczenia, uczona zdecydowała, że będzie prowadziła badania nanocząstek pod kątem opracowania terapii bez skutków ubocznych.
      Prace trwały tak długo m.in. z tego powodu, że West i Halas stworzyły zupełnie nową technologię i Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) nie wiedziała, jak się do niej odnieść. To były pierwsze nanocząstki, które rzeczywiście nadawały się do wprowadzenia do ludzkiego organizmu. Miałyśmy coś, co wyglądało jak kroplówka. FDA nie wiedziała, czy traktować je jak lek czy jako urządzenie. W pewnym momencie w FDA zastanawiano się nawet nad stworzeniem osobnego wydziału zajmującego się nanoterapiami, wspomina West.
      W końcu agencja zdecydowała się na regulowanie nowej terapii i uznanie jej za leczenie urządzeniem. Przed około 10 lat rozpoczęły się pierwsze testy kliniczne, których celem była ocena bezpieczeństwa terapii. Testy prowadzono na pacjentach z najbardziej zaawansowanymi stadiami rozwoju nowotworów głowy i szyi. W 2015 roku do obu pań dołączył doktor Rastinehad, który był jednym z autorów nowej techniki precyzyjnego obrazowania nowotworów prostaty. To on zaproponował wykorzystanie tej techniki – łączącej rezonans magnetyczny i ultradźwięki – jako platformy do minimalnie inwazyjnego precyzyjnego leczenia guzów prostaty za pomocą nanocząstek Halas i West.
      Ta praca pokazuje, jakie możliwości stoją za połączonymi siłami inżynierii i medycyny. Pozwalają one na praktyczne zastosowanie nowych technologii w medycynie klinicznej i poprawienie komfortu życia pacjentów, mówi West.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przeszczepy flory jelitowej mogą pomóc w ocaleniu koali. Zmiana mikrobiomu za pomocą specjalnych kapsułek pozwala bowiem rozszerzyć dietę torbaczy, co rodzi nadzieje na przetrwanie np. utraty habitatu. Wyniki badań australijskiego zespołu ukazały się w piśmie Animal Microbiome.
      Dr Michaela Blyton z Uniwersytetu Queensland postanowiła zbadać tę kwestię, gdy doszło do drastycznego spadku liczebności koali na przylądku Otway w stanie Wiktoria. W 2013 r. zagęszczenie populacji koali było bardzo duże, co doprowadziło do ogołocenia ich ulubionych drzew, eukaliptusów rózgowatych [Eucalyptus viminalis]. To z kolei skutkowało 70% śmiertelnością z powodu głodu [...].
      Interesujące jest to, że nawet głodując, koale generalnie nie zaczynały żerować na mniej lubianych eukaliptusach Eucalyptus obliqua, mimo że niektóre osobniki żywią się wyłącznie nimi. Zjawisko to sprawiło, że zaczęliśmy się z dr. Benem Moore'em z Uniwersytetu Zachodniego Sydney zastanawiać, czy to mikroorganizmy występujące w jelitach torbaczy - mikrobiom - ograniczają wachlarz gatunków eukaliptusa, na których koale żerują, a jeśli tak, czy da się rozszerzyć dietę za pomocą inokulacji kałowej.
      Zespół schwytał więc dzikie koale, które jadły wyłącznie liście eukaliptusa rózgowatego i przetransportował je do Cape Otway Conservation Ecology Centre.
      Zebraliśmy odchody jedzących E. obliqua dzikich koali z obrożami GPS. Skoncentrowaliśmy występujące w nich mikroorganizmy i zapakowaliśmy je do kapsułek odpornych na działanie kwasu. Później podaliśmy preparat naszym torbaczom. Część koali (grupa kontrolna) dostała kapsułki z mikrobiomem koali jedzących liście eukaliptusa rózgowatego.
      Następnie monitorowaliśmy, ile E. obliqua koale chciały zjeść w ciągu 18 dni i ocenialiśmy, jak mikrobiom zmienił się po przeszczepie.
      Okazało się, że mikrobiom torbaczy z grupy eksperymentalnej zmienił się, pozwalając im jeść E. obliqua. To może wpłynąć na wszystkie aspekty ich ekologii, w tym odżywanie, wybór habitatu i wykorzystanie zasobów. Naturalnie koale mogą mieć kłopot z przystosowaniem do nowej diety, gdy ich preferowane drzewa ulegają nadmiernemu przerzedzeniu lub gdy torbacze zostają przeniesione w nowe miejsce. Opisywane badanie pokazuje, że zastosowanie enkapsulowanego materiału kałowego pozwala wprowadzić i podtrzymać nowe mikroorganizmy w jelitach koali.
      Australijczycy podkreślają, że w przyszłości można by dostosowywać mikrobiom koali przed przeniesieniem do bezpieczniejszego bądź zapewniającego więcej pożywienia habitatu. Przypominałoby to stosowanie probiotyku w czasie i po antybiotykoterapii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Multidyscyplinarny zespół z Lawson Health Research Institute ocenia możliwość, że przeszczep flory kałowej poprawia rokowania pacjentów z czerniakiem, którzy przechodzą immunoterapię.
      Naukowcy podkreślają, że leki immunoterapeutyczne mogą znacząco poprawić przeżywalność pacjentów z czerniakiem, ale są one skuteczne jedynie u 40-50% chorych. Wstępne badania sugerują, że za to, czy ktoś reaguje na leczenie, czy nie, może odpowiadać mikrobiom.
      Mikroflora jelitowa pomaga w kwestiach odpornościowych od wczesnego wieku. Wydaje się więc, że sensownie jest zakładać, że zdrowe jelito może poprawiać reakcję na immunoterapię. Stąd nasz pomysł, by rozważyć potencjał przeszczepów bakterii mikrobiomu - opowiada dr Jeremy Burton.
      Burton i inni jako pierwsi w Kanadzie ocenią skuteczność przeszczepów flory jelitowej w zakresie zmiany mikrobiomu pacjenta i poprawy odpowiedzi na immunoterapię z użyciem przeciwciała anty-PD1.
      W 1. fazie testów klinicznych weźmie udział 20 pacjentów z czerniakiem z London Regional Cancer Program (LRCP). Najpierw przejdą oni przeszczep flory kałowej w Szpitalu św. Józefa, potem w LRCP zostaną poddani immunoterapii. Przeszczep ma polegać na przyjęciu specjalnie przygotowanych kapsułek doustnych.
      Później specjaliści będą oceniać ewentualne zmiany zachodzące w ogólnym stanie zdrowia, mikrobiomie, układzie odpornościowym, a także parametrach związanych z nowotworem. Głównym celem studium jest ocena bezpieczeństwa nowej terapii łączonej, a także wyników ochotników.
      [...] Immunoterapia z użyciem przeciwciała anty-PD1 może być bardzo skuteczna. Chcemy, by reagowało na nią więcej pacjentów - podkreśla dr John Lenehan.
      Przeszczepy flory kałowej ocaliły życie niezliczonych pacjentów z nawracającymi zakażeniami Clostridium difficile. Teraz zaczynamy oceniać ich potencjał w leczeniu innych chorób - mówi dr Michael Silverman.
      Naukowcy planują badania nad skutecznością przeszczepu flory kałowej m.in. w stwardnieniu rozsianym czy niealkoholowej stłuszczeniowej chorobie wątroby (ang. nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD).

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...