Ацетилована целулоза: нови пребиотик против повећања телесне тежине путем микробиоте

Научници из RIKEN-а, у сарадњи са групама са Универзитета у Токију и Универзитета у Кјоту, предвођеним др Тадашијем Такеучијем, објавили су у часопису Cell Metabolism прву свеобухватну евалуацију ацетилиране целулозе (AceCel) као пребиотика који може значајно ограничити повећање телесне тежине код мишева кроз модулацију цревне микробиоте и метаболизма хранљивих материја.

Зашто АцеЦел?

Традиционални пребиотици (инулин, олигофруктоза) хране широк спектар бактерија, али не селективно. AceCel је целулоза на коју су ацетил супституенти ковалентно везани за 1/3 хидроксилних група, стварајући супстрат само за специфичне херменеутичке бактерије, углавном Bacteroides thetaiotaomicron, способне да цепају ацетиловане везе.

Експериментални дизајн

1. Састав исхране: Мишеви на исхрани са 60% масти (DIO модел) су добијали или 5% AceCel-а, еквимоларни нетретирани целулозни пунилац, или без адитива.
2. Праћење тежине и метаболизма: телесна тежина, понашање у исхрани, ОГТТ и мерења инсулинске резистенције праћени су током 8 недеља.
3. Микробиота: секвенцирање 16S рРНК фецеса након 2, 4 и 8 недеља.
4. Механизам: Гнотобиотски мишеви лишени микробиоте су затим колонизовани са B. thetaiotaomicron, са и без AceCel-а.
5. Метаболомика и транскриптомика јетре и црева: мерење масних киселина кратког ланца (SCFA), ацетата и транскрипата кључних гена укључених у метаболизам угљених хидрата и липида.

Кључни резултати

• Ограничавање повећања телесне тежине: Током 8 недеља, мишеви на AceCel-у су добили само 8% своје телесне тежине, у поређењу са 30% код контролне групе и 28% код редовне целулозе.
• Побољшање гликемијског профила: AUC је смањен за 25% (p<0,01), HOMA-IR је пао за 30% (p<0,05).
• Микробиота:
  • АцеЦел је индуковао 10-струко повећање Б. тетаиотаомикрон до 4. недеље и инхибирао раст Фирмикутеса.
  • Гнотобиотски експерименти су потврдили да се без B. thetaiotaomicron губи ефекат AceCel-а, истичући кључну улогу ове врсте.

• SCFA и ацетатни анјон:

  • Нивои ацетата у фецесу су се повећали за 40% (p<0,01), али су системске концентрације смањене, што указује на повећану апсорпцију бактерија.

• Хепатични метаболизам:

  • Транскриптомика је показала смањење експресије Gck и Pklr (гликолитички ензими) и повећање Cpt1a и Ppara (β-оксидација масти).
  • Липидни профил јетре карактерисао је смањење триглицерида за 35% (p<0,05).

„AceCel показује нови начин не само да храни микробиоту, већ и да је натера да 'краде' угљене хидрате од домаћина и тиме преусмери енергетски биланс“, коментарише др Такеучи.

Безбедност и перспективе

• Експериментални подаци нису открили инфламаторни одговор у цревима или јетри и нису променили параметре функције органа (АЛТ, АСТ).
• Следећи кораци: клиничке студије на људима ради процене подношљивости, ефеката на микробиоту и метаболизам угљених хидрата.
• Оптимизација припреме: ниво ацетилације, величина фракције и комбинација са пробиотицима ( конзумирање B. thetaiotaomicron?) су предмет даљег истраживања.

У чланку, аутори дају неколико кључних коментара:

• Селективност механизма
  „AceCel показује јединствени пребиотски ефекат: уместо да храни широку групу микроба, он бира специфичан сој Bacteroides thetaiotaomicron, преусмеравајући угљене хидрате од домаћина до микробног метаболизма“, напомиње др Тадаши Такеучи, виши аутор студије.

• Улога микробиоте као „конкурента“
  „Наши гнотобиотски експерименти су јасно показали да без B. thetaiotaomicron, AceCel не функционише. Ово указује на то да пребиотици могу деловати тако што повећавају конкуренцију за хранљиве материје у цревима“, објашњава коаутор др Икеда.

• Потенцијал за људе
  „Иако видимо снажан ефекат код мишева, важно је тестирати подношљивост и метаболичку динамику AceCel-а код људи“, каже др Сато. „Следећа клиничка испитивања требало би да укључују детаљну анализу микробиоте и метаболомике пацијената.“

• Безбедност
  „У нашим преклиничким моделима није било доказа о упали или оштећењу ткива у цревима или јетри, што пружа образложење за прелазак на људска испитивања“, додаје др Накамото.

Ови коментари истичу да је AceCel обећавајући пребиотик следеће генерације, али његова клиничка примена захтева пажљиву процену безбедности и механизама деловања код људи.

АцеЦел отвара пут новој генерацији пребиотика који делују не само стимулишући корисне бактерије већ и конкурентним хватањем хранљивих супстрата, отварајући могућност прецизне микробно-нутријентне терапије за гојазност и метаболички синдром.