Istraživači otkrivaju kako bakterijski enzim uklanja ugljikohidrate iz mesa koji izazivaju upale

Nadamo se da bi se ovaj pristup mogao koristiti kao neka vrsta probiotika ili prebiotika za smanjenje upale i rizika od upalnih bolesti -; a da se ne odreknem odrezaka. "

Karsten Zengler, Doktor znanosti, profesor pedijatrije i bioinženjeringa, UC San Diego i viši autor

Znanstvenici su desetljećima znali da su rak debelog crijeva i ateroskleroza češći kod ljudi koji jedu puno crvenog mesa, ali ne u mesoždera koji nisu ljudi. Neu5Gc je bio uključen kao veza između konzumacije crvenog mesa i ovih ljudskih bolesti u prethodnim studijama koautor studije Ajit Varki, DOKTOR MEDICINE, Uvaženi profesor medicine i ćelijske i molekularne medicine na Medicinskom fakultetu UC San Diego, i kolege. Pokazali su da prehrambeni Neu5Gc potiče upalu, tumori i ateroskleroza u miševa s nedostatkom Neu5Gc (humaniziranih).

U svom najnovijem istraživanju, Zenglerov tim koristio je slične humanizirane miševe (modele miševa koji su genetski modificirani tako da na neki način odražavaju ljudsku biologiju) kako bi utvrdili kako prehrana utječe na sastav mikrobioma -; zajednice mikroba, osobito bakterije -; žive u crijevima. Miševi su hranjeni ili dijetom crvenog mesa bogatom Neu5Gc ili jednom od dvije kontrolne dijete kojoj je nedostajalo ugljikohidrata.

Sveukupno, prehrana nalik crvenom mesu bila je povezana s manjom raznolikošću bakterija u mikrobiomima crijeva miša. Ipak, bilo je nekoliko vrsta bakterija koje su bile prisutnije u utrobi miševa hranjenih Neu5Gc od miševa koji nisu konzumirali ugljikohidrate povezane s mesom. Jedan od ovih je bio Bakteroidi , vrsta bakterija poznata po opstanku na ugljikohidratima.

Točnije, a Bakteroidi enzima je bilo posebno u miševima hranjenim Neu5Gc -; nova vrsta sialidase koja cijepa Neu5Gc iz stanica.

Da biste utvrdili kako bi se rezultati miša mogli prevesti na ljude, Zengler se prvotno nadao da će provesti istraživanje u kojem će ljudi dva mjeseca jesti vegetarijansku prehranu, zatim prijeđite na konzumaciju mesa dva mjeseca, sve dok je tim pratio kako su im se promijenili crijevni mikrobiomi i sijalidaze. Umjesto pokretanja takve studije, što bi skupo koštalo, Zengler je otkrio prirodni eksperiment u načinu života Hadze, autohtona skupina lovaca i sakupljača koja živi u zabačenoj regiji Tanzanije, u istočnoj Africi. U sušnoj sezoni, Hadze love i jedu meso. U vlažnoj sezoni, ne mogu loviti i umjesto toga se oslanjati na prehranu prvenstveno od bobica i meda.

Druge istraživačke grupe prethodno su proučavale Hadzu i njihove mikrobiome. Proučavajući javno dostupne genomske podatke iz crijevnih bakterija Hadza, Zenglerov tim je to primijetio Bakteroidi koji sadrže gen sialidase bili su najmanje dva puta obilniji tijekom sušne sezone (jela meso) u odnosu na vlažnu sezonu.

Ali to što su prisutni geni sialidaze ne mora značiti da su i aktivni. Tako su istraživači sintetizirali gen bakterije sizalidaze Hadza i proizveli enzim u laboratoriju. Rezultirajuća sialidaza bila je aktivna i preferirala je Neu5Gc koji nije ljudski u odnosu na slične ljudske ugljikohidrate.

Zengler je zatim napravio korak dalje:do trgovine mješovitom robom. Njegov je tim kupio odrezak i svinjske kobasice u lokalnoj trgovini i vratio ih u laboratorij. Utrljali su svoju laboratorijski proizvedenu sialidase na meso i, dovoljno siguran, većina Neu5Gc -a je došla odmah.

"Pristup još nije savršen -enzim sialidase preferira cijepanje Neu5Gc, ali ipak cijepa malo sličnog ljudskog ugljikohidrata, "rekao je Zengler, koji je također član fakulteta u Centru za mikrobiomske inovacije na UC San Diego.

On i njegov tim sada rade na optimizaciji enzima kako bi povećali njegovu specifičnost. Tim također želi istražiti metode za masovnu proizvodnju enzima i dalje istražiti njegov potencijal za sprječavanje upala i upalnih bolesti.

• Studija ocjenjuje nove tehnike za poboljšanje komunikacije liječnik-pacijent na kraju života
• Mount Sinai najavljuje stvaranje Instituta za biomedicinsko inženjerstvo i snimanje