Jesteś tutaj

Grant NCN PRELUDIUM „Wpływ metabolitów elagotanoidów produkowanych przez bakterie flory jelitowej- urolityn na prozapalną aktywność neutrofili w kontekście chorób układu sercowo naczyniowego” (2011/03/N/NZ7/01785)

Kierownik: mgr farm. Jakub Piwowarski

Opiekun: dr hab. Anna Kiss

 

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki DEC 2011/03/N/NZ7/01785.

 

Wstęp:

Produkty spożywcze, nutraceutyki i rośliny lecznicze zawierające elagotanoidy zyskały w ostatnich latach na popularności ze względu na korzystny wpływ na układ sercowo naczyniowy. Dla takich produktów jak dojrzewające w dębowych beczkach wino, orzechy laskowe, włoskie, migdały, truskawki czy owoce granatu wykazano korzystne efekty w wielu interwencyjnych badaniach klinicznych. Opublikowane w New England Journal of Medicine badania trwajace 5 lat na grupie ponad 7500 pacjentów wykazały, że regularne spożywanie bogatych w elagotanoidy orzechów włoskich, laskowych i migdałów o 30 procent zmniejszało śmiertelność wśród pacjentów z ryzykiem wystąpienia chorób sercowo naczyniowych.

Obecnie uważa się, że to nie same elagotanoidy, ale produkty ich metabolizmu prowadzonego przez florę jelitową człowieka są czynnikami odpowiedzialnymi za efekty elagotanoidów in vivo. Te związki to urolityny powstałe z grupy heksahydroksydifenowej cząsteczki elagotnoidu. Wykazano, że urolityny są głównymi metabolitami obecnymi w osoczu świadczącymi o spożyciu bogatych w elagotanoidy produktów tj. dojrzewające w beczkach wino, owoce granatu lub orzechy, osiągając przy tym stężenia mikromolarne.

 

Cel:

Celem projektu było wyjaśnienia mechanizmu pozytywnego wpływu bogatych w elagotanoidy produktów na układ sercowo naczyniowy poprzez skoncentrowanie się na aktywności biologicznej urolityn. Ze względu na istotną rolę jaką pełnią neutrofile w rozwoju zmian patologicznych w obrębie układu sercowo naczyniowego, aby wyjaśnić pozytywny wpływ elagotanoidów zbadaliśmy aktywność urolityn na prozapalne funkcje ludzkich neutrofili.

 

Wyniki:

Dokonano syntezy urolityny A, B oraz C (odpowiednio UA, UB i UC), których struktury ustalono na podstawie widm NMR a czystość potwierdzono metodą HPLC-DAD. W badaniach cytotoksyczności z użyciem barwienia jodkiem propidyny wykazano brak wpływu badanych urolityn na żywotność neutrofili. Badania wpływu na indukowaną lipopolisacharydem produkcję cytokin prozapalnych wykazały hamowanie produkcji interleukiny-8 przez wszystkie badane związki w stężeniu 20 μM, przy czym najsilniejszy efekt był obserwowany w przypadku UB, która nawet w stężeniu 5 μM hamowała produkcję interleukiny-8 o 23,6 ± 5,2%. W przypadku wpływu na produkcję interleukiny-1β żaden z badanych związków nie wykazywał inhibicji. Statystycznie znamienne zahamowanie produkcji obserwowane było natomiast w przypadku metaloproteinazy macierzy-9 również dla wszystkich badanych związków, z najsilniejszą aktywnością obserwowaną w przypadku UB (w stężeniu 5 μM 42,0 ± 17,2% inhibicji).

Badania wpływu na poziom powierzchniowej ekspresji cząsteczek adhezyjnych wykazały brak wpływu urolityn na zwiększającą się pod wpływem f-MLP i cytochalazyny A ekspresję integryny CD11b, natomiast UB jako jedyna zapobiegała zmniejszeniu ekspresji powierzchownej L-selektyny (CD62L).

Spośród badanych urolityn, jedynie UC wykazała hamujący wpływ na uwalnianie elastazy. Statystycznie znamienna i zależna od dawki inhibicja była obserwowana w stężeniach 5 i 20 μM (odpowiednio 39,0 ± 15,9 and 66,6 ± 7,0 % inhibicji). Zahamowanie uwalniania mieloperoksydazy zostało zaobserwowane w przypadku UA i UC, przy czym UA była nawet aktywna w stężeniu 1 μM (17,9 ± 7,9 % inhibicji). Wpływ na uwalnianie wolnych rodników tlenowych został określony za pomocą dwóch modeli, pierwszy polegał na stymulacji neutrofili na drodze zależnej od receptora (za pomocą f-MLP) oraz poprzez bezpośrednią aktywację kinazy proteinowej C (za pomocą PMA). Na obydwu modelach najsilniejszą aktywność wykazała UA, która w stężeniu 20 μM powodowała niemal całkowite zahamowanie produkcji wolnych rodników tlenowych. Pozostałe urolityny były również aktywne, jednak w znacząco mniejszym stopniu.

 

Wnioski:

Produkowane przez bakterie flory jelitowej człowieka metabolity elagotanoidów- urolityny specyficznie wpływają na prozapalne funkcje ludzkich neutrofili w stężeniach potencjalnie osiągalnych w krwioobiegu. Obserwowane efekty mogą wyjaśniać korzystny wpływ bogatych w elagotanoidy produktów na układ sercowo-naczyniowy.

 

Wyniki badań zostały opublikowane w artykule „Influence of gut microbiota-derived ellagitanninsʼ metabolites urolithins on pro-inflammatory activities of human neutrophils” w czasopiśmie Planta Medica.