อนุภาคนาโน EGCG จากชาช่วยฟื้นฟูสมดุลลำไส้และจิตใจในโรคลำไส้ใหญ่บวม

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเกษตรเสฉวนและมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ได้พัฒนาอนุภาคนาโนโปรตีนชา (TSPs) ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ ซึ่งสามารถขนส่งและปล่อย (-)-เอพิกัลโลคาเทชิน-3-กัลเลต (EGCG) ซึ่งเป็นโพลีฟีนอลสำคัญในชาเขียว เข้าสู่ลำไส้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการอักเสบในลำไส้ใหญ่เท่านั้น แต่ยังช่วยลดความวิตกกังวลและภาวะซึมเศร้าในหนูที่เป็นโรคนี้อีกด้วย งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารTheranostics

ปัญหา EGCG

(-)-Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) เป็นที่รู้จักกันว่ามีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและต้านการอักเสบที่แข็งแกร่ง แต่จะถูกสลายอย่างรวดเร็วในทางเดินอาหารและถูกดูดซึมได้ไม่ดี

การสร้าง "นาโนคูเรียร์ชา"

• แหล่งที่มา: สารสกัดชาที่เหลือหลังจากการผลิตชา (tea meal) อุดมไปด้วยโปรตีน (TProtein)
• การประกอบโดยธรรมชาติ: ในบัฟเฟอร์ทางสรีรวิทยา TProtein จะถูกผสมกับ EGCG ที่ค่า pH ที่เป็นกรดเล็กน้อย ส่งผลให้เกิดการประกอบตัวเองของอนุภาคนาโนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100–120 นาโนเมตรโดยไม่มีตัวทำละลายอินทรีย์หรือสารยึดเกาะทางเคมีใดๆ
• ลักษณะเฉพาะ:
  • DLS และ TEM ยืนยันการกระจายขนาดที่แคบและรูปทรงกลม
  • FTIR และ DSC แสดงให้เห็นว่า EGCG ถูกห่อหุ้มไว้ในเมทริกซ์โปรตีนและมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิ 37°C และ pH 2–8
  • การโหลดสูง: มวลอนุภาคนาโนสูงถึง 25% เป็น EGCG

การคุ้มครองและการจัดส่ง

• ความคงตัวของกระเพาะอาหาร: TSPs ลดการเกิดออกซิเดชันของ EGCG ลง 30% ที่ค่า pH ต่ำในขณะที่ยังคงรักษากิจกรรมของมันไว้
• การแทรกซึมผ่านเยื่อบุ: ประจุลบและขนาด <200 นาโนเมตรทำให้อนุภาคนาโนสามารถแทรกซึมผ่านเยื่อบุลำไส้ใหญ่ที่อักเสบได้

การปล่อยสารควบคุมในลำไส้

• การพึ่งพาค่า pH: ที่ pH 7.4 (ลำไส้) EGCG สูงถึง 80% ถูกปล่อยออกมาจาก TSPs ภายใน 12 ชั่วโมง ในขณะที่ที่ pH 2 (กระเพาะอาหาร) การย่อยสลายจะน้อยกว่า 20% ซึ่งจะช่วยปกป้องโพลีฟีนอลจากการย่อยสลาย
• การป้องกันออกซิเดชัน: ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด EGCG ที่เป็นอิสระจะสูญเสียกิจกรรมหลังจาก 2 ชั่วโมง ในขณะที่ TSP ยังคงรักษาศักยภาพในการต้านอนุมูลอิสระไว้ได้มากกว่า 70%

แบบจำลองก่อนคลินิกของลำไส้ใหญ่บวม

• การเหนี่ยวนำให้เกิดลำไส้ใหญ่บวม: หนูได้รับการรักษาด้วย DSS 2% ในน้ำดื่มเป็นเวลา 7 วัน
• การรักษา: ให้ EGCG ฟรี (25 มก./กก.) EGCG ใน TSP ที่มีโมลาร์เท่ากัน TSP เปล่า หรือน้ำเกลือทางปาก
• คะแนน:
  • DAI (ดัชนีกิจกรรมโรค): ดัชนีรวมของน้ำหนัก อุจจาระ และเลือดในอุจจาระ
  • เนื้อเยื่อวิทยา: การย้อม H&E และภูมิคุ้มกันฟลูออเรสเซนซ์ ZO-1/occludin
  • ไซโตไคน์: ELISA สำหรับ TNF-α, IL-6 ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่

ผลลัพธ์: ลำไส้ใหญ่และเยื่อบุลำไส้

• DAI ลดลง 70% ในกลุ่ม TSPs + EGCG เทียบกับ 45% ในกลุ่ม EGCG ฟรี
• ความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวได้รับการฟื้นฟู: การแสดงออกของ ZO-1 และ occludin ใน crypts สูงกว่าในกลุ่มควบคุม 60%
• การอักเสบถูกระงับ: TNF-α และ IL-6 ลดลงสู่ระดับที่ไม่พบในกลุ่มควบคุมอาการลำไส้ใหญ่บวม ในขณะที่ EGCG อิสระแสดงให้เห็นการลดลงเพียงบางส่วนเท่านั้น

ผลกระทบต่อจุลินทรีย์และสมอง

• จุลินทรีย์:
  • ความหลากหลายของ α ได้รับการฟื้นคืนสู่ระดับพื้นฐานใกล้เคียงโดย TSPs + EGCG
  • การเติบโตของผู้ผลิต SCFA (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae) สนับสนุนผลการเผาผลาญและต้านการอักเสบ
• แกนลำไส้-สมอง:
  • การลดลงของ LPS ในเลือดทำให้ความสามารถในการซึมผ่านของกั้นเลือดสมองลดลง
  • โดยทั่วไปแล้ว หนูที่มีอาการลำไส้ใหญ่บวมจะแสดงอาการวิตกกังวล (↑ระยะเวลาที่อยู่ที่ผนังในการทดสอบทุ่งโล่ง) และซึมเศร้า (↑ระยะเวลาที่ต้องอยู่นิ่งในการทดสอบว่ายน้ำแบบบังคับ)
  • TSPs + EGCG ทำให้พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นปกติ: ความวิตกกังวลและภาวะซึมเศร้ากลับมาอยู่ในระดับเดียวกับหนูที่มีสุขภาพดี

คำกล่าวของผู้เขียน

“เราได้รับแรงบันดาลใจจากการผสมผสานตามธรรมชาติของโปรตีนและโพลีฟีนอลในใบชา และสร้างระบบที่ส่งมอบ EGCG ตรงจุดที่ต้องการโดยเฉพาะ ซึ่งก็คือลำไส้ที่อักเสบ พร้อมทั้งยังมีข้อดีเพิ่มเติมคือช่วยปรับปรุงอารมณ์ผ่านแกนไมโครไบโอต้า ลำไส้ และสมอง” ดร. กัว จุนหลิง กล่าว

ผู้เขียนเน้นย้ำประเด็นสำคัญหลายประการ:

• แนวทางที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพและเป็นธรรมชาติ
  “การใช้โปรตีนชาจากวัตถุดิบจากพืชทำให้ระบบของเราเข้ากันได้ทางชีวภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด” ดร. กัว จุนหลิง กล่าว “เราเพียงแค่สร้างสารประกอบชาธรรมชาติขึ้นมาใหม่ในระดับนาโน โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพการใช้งานเอาไว้”

• ผลการรักษาแบบคู่ขนาน
  “เราสนใจเป็นพิเศษในข้อเท็จจริงที่ว่า TSPs + EGCG ไม่เพียงแต่ช่วยลดการอักเสบในลำไส้เท่านั้น แต่ยังช่วยปรับพฤติกรรมของความวิตกกังวลและภาวะซึมเศร้าให้เป็นปกติอีกด้วย” ศาสตราจารย์หลี่ เสี่ยวจุน กล่าว “สิ่งนี้ยืนยันถึงความสำคัญของแกนลำไส้-สมองในการเกิดโรคลำไส้อักเสบเรื้อรัง (IBD)”

• โอกาสในการแปลผลทางคลินิก
  “ผลลัพธ์ในหนูดูมีแนวโน้มที่ดี แต่เราจำเป็นต้องประเมินเภสัชจลนศาสตร์และความปลอดภัยของ TSP ในมนุษย์” ดร. ซาราห์ เฉิน จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย กล่าวเสริม “เรากำลังวางแผนการทดลองทางคลินิกระยะที่ 1 ในช่วงต้นปีหน้า”

• กลยุทธ์การฟื้นฟูที่ครอบคลุม
  “เป้าหมายของเราคือการสร้างผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่เสริมสร้างความแข็งแรงให้กับลำไส้ ปรับสมดุลจุลินทรีย์ในลำไส้ และปรับปรุงอารมณ์ของผู้ป่วยไปพร้อมๆ กัน” ดร. จาง เหว่ย สรุป “ด้วย TSPs สิ่งนี้กำลังกลายเป็นความจริง”

โอกาส

1. ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารใหม่: TSP อาจกลายเป็นอาหารเสริมที่ปลอดภัยสำหรับผู้ป่วย IBD
2. จิตเวชศาสตร์: การผสมผสานฤทธิ์ต้านการอักเสบและคลายความวิตกกังวลช่วยเปิดช่องทางการรักษาโรค "ลำไส้และสมอง"
3. การทดลองทางคลินิก: ขั้นตอนต่อไปได้แก่ การประเมินความปลอดภัยและเภสัชจลนศาสตร์ของ TSP ในอาสาสมัครที่มีสุขภาพดีและผู้ป่วยที่มีอาการลำไส้ใหญ่บวมเป็นแผลเล็กน้อย

แนวทางที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติและชีวภาพนี้สัญญาว่าจะเป็นการบำบัด IBD แบบครอบคลุมที่ผสมผสานการปกป้องเยื่อเมือก การควบคุมจุลินทรีย์ และการปรับปรุงสภาวะทางจิตใจและอารมณ์