In vitro έλεγχος της επίδρασης των μεταβολικών προϊόντων του εντερικού μικροβιόκοσμου στον οστικό μεταβολισμό

Αυγουστή, Ιφιγένεια, Χριστάκης

Κυριακού, Αδαμαντίνη

Ο εντερικός μικροβιόκοσμος αποτελεί ένα σύνθετο οικοσύστημα, που είναι σε διαρκή αλληλεπίδραση και επαφή με τα κύτταρα του ξενιστή αλλά και τα θρεπτικά συστατικά. Πάνω από 90% των κυττάρων στον ανθρώπινο οργανισμό είναι μικρόβια, που εδράζονται κυρίως στον εντερικό σωλήνα, γεγονός, που καθιστά σαφές ότι ο εντερικός μικροβιόκοσμος είναι πολύ σημαντικός για την υγεία του ξενιστή. Ο εντερικός μικροβιόκοσμος καθορίζεται από πολλούς παράγοντες και για αυτό, είναι μοναδικός για κάθε άτομο, ενώ παρουσιάζει μεγάλη μεταβλητότητα ακόμα και για το ίδιο άτομο ανάλογα με τις συνθήκες. Αν και υπάρχουν λίγες άμεσες αποδείξεις, που συσχετίζουν την οστεοπόρωση ή την οστεοπενία με την κατάσταση του εντερικού μικροβιώματος, ωστόσο, υπάρχουν αρκετές έμμεσες αποδείξεις. Πολλοί από τους παράγοντες κινδύνου, που συσχετίζονται με την ανάπτυξη της οστεοπόρωσης και της οστεοπενίας προκαλούν αλλαγές και στο εντερικό μικροβίωμα. Εντούτοις, η απουσία άμεσης επαφής των οστικών κυττάρων με τα μικρόβια υποδηλώνουν ότι οι επιδράσεις πρέπει να μεσολαβούνται έμμεσα από κύτταρα ή διαλυτούς παράγοντες. Αρκετές μελέτες, μάλιστα, αναφέρουν τον εντερικό μικροβιόκοσμο ως ρυθμιστή της οστικής μάζας μέσω της μεσολάβησης του ανοσοποιητικού συστήματος (π.χ. γένεση οστεοκλαστών), της εντερικής απορρόφησης ασβεστίου και της απελευθέρωσης νευροδιαβιβαστών (π.χ. σεροτονίνης). Επομένως, η ενίσχυση των εντερικών μικροβίων μέσω της χρήσης πρεβιοτικών μπορεί να θεωρηθεί ως μία πιθανή λύση στην αντιμετώπιση εκφυλιστικών ασθενειών των οστών όπως είναι η οστεοπόρωση. Οι άπεπτοι πολυσακχαρίτες των μανιταριών και κυρίως οι β-γλυκάνες φαίνεται να διαθέτουν μια πιθανή πρεβιοτική δράση λόγω των ανοσορρυθμιστικών, αντιοξειδωτικών και αντιφλεγμονωδών τους δράσεων. Βάσει αυτών των δεδομένων, ο στόχος της παρούσας πτυχιακής μελέτης είναι να διερευνήσει την επίδραση των προϊόντων της in vitro ζύμωσης του μανιταριού Pleurotus ostreatus και των πλούσιων σε β-γλυκάνες εκχυλισμάτων του από τον ανθρώπινο εντερικό μικροβιόκοσμο γυναικών σε εμμηνόπαυση σε ανθρώπινους οστεοβλάστες. Τα λυοφιλοποιημένα μανιτάρια Pleurotus ostreatus WS LGAM1123 (2% w/v) και τα πλούσια σε β-γλυκάνες εκχυλίσματά τους (1% w/v) αξιολογήθηκαν, προκειμένου να εκτιμηθεί η πιθανή πρεβιοτική τους δράση, ύστερα από τη ζύμωση τους σε ένα μοντέλο ζυμώσεως στατικής καλλιέργειας, λαμβάνοντας ως εμβόλιο δείγμα κοπράνων (άρα, δείγμα εντερικού μικροβιόκοσμου) από 6 εθελόντριες (3 υγιείς και 3 οστεοπενικές μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες). Ως θετικός μάρτυρας χρησιμοποιήθηκε η ινουλίνη σε 2 διαφορετικές συγκεντρώσεις (1% και 2%). Τα υπερκείμενα από τις ζυμώσεις λήφθηκαν αρχικά στις 0 ώρες και μετά από το πέρας 24 ωρών ζύμωσης, επεξεργάστηκαν και χρησιμοποιήθηκαν για την παρέμβαση σε ανθρώπινη κυτταρική σειρά οστεοβλαστών MG-63. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η επίδραση των επεξεργασμένων υπερκειμένων των ζυμώσεων στη βιωσιμότητα των κυττάρων αυτών με τη δοκιμασία κυτταροτοξικότητας ΜΤΤ, ενώ η εκτίμηση των δεικτών του οστικού μεταβολισμού και πιο συγκεκριμένα της οστεοπροτεγερίνης (OPG) και του ενεργοποιητή υποδοχέα του συνδέτη κάππα-Β του πυρηνικού παράγοντα (RANKL) υλοποιήθηκε με τη χρήση της μεθόδου Elisa με kit εμπορικά διαθέσιμα. Επιπλέον, αξιολογήθηκε και ο λόγος OPG/ RANKL, που χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της οστικής υγείας. Ύστερα από στατιστική επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων φάνηκε ότι υπήρχε διαφοροποίηση στη βιωσιμότητα των κυττάρων MG-63 κυττάρων ανάλογα με την εθελόντρια, γεγονός, που δείχνει τη μοναδικότητα του εντερικού μικροβιόκοσμου σε κάθε ξενιστή. Ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα αποτελέσματα της βιωσιμότητας των κυττάρων στις οστεοπενικές εθελόντριες, καθώς σε κανένα χειρισμό δεν εντοπίστηκε σημαντική μείωση της βιωσιμότητας των κυττάρων σε σχέση με τον αρνητικό μάρτυρα, σε αντίθεση με τα αποτελέσματα των υγιών εθελοντριών ή του συνόλου των εθελοντριών. Ένα τέτοιο αποτέλεσμα, πιθανόν, καταδεικνύει ευνοϊκότερη επίδραση κατά τη ζύμωση των πρεβιοτικών από τον εντερικό μικροβιόκοσμο των οστεοπενικών, ως προς τη βιωσιμότητα των οστεοβλαστών. Σχετικά με τον προσδιορισμό των δεικτών του οστικού μεταβολισμού, τα αποτελέσματα ανέδειξαν ευεργετική επίδραση της ινουλίνης αντίστοιχη με αυτή του αρνητικού μάρτυρα υποδηλώνοντας μια πιθανή θετική επίδραση της ινουλίνης στην οστεοβλαστική δραστηριότητα και συνεπακόλουθα στην οστική ανακατασκευή. Επιπλέον, το πλούσιο σε β-γλυκάνες εκχύλισμα του Pleurotus ostreatus αν και δεν εμφάνισε αρχικά κάποια ευεργετική επίδραση ως προς την OPG, φάνηκε, όμως, να έχει θετική επίδραση στο λόγο OPG/RANKL, ενώ μείωνε σημαντικά τη συγκέντρωση RANKL πάντα σε σχέση με τον αρνητικό μάρτυρα και την ινουλίνη, αποτέλεσμα, που μπορεί να συνεπάγεται ευεργετική επίδραση στον οστικό ανασχηματισμό.

2018-11-03

Ελληνικά

Μικροβιολογία

Εντερική διατροφή
Μεταβολισμός

εντερικός μικροβιόκοσμος, β-γλυκάνες, πρεβιοτικά, οστική υγεία

103 σ.:εικ.,πίν.,διαγρ.,σχ.

Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Όχι Παράγωγα Έργα 4.0