Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Rola bakterii jelitowych uwalniających witaminę K2-MK7 w procesie karcynogenezy jelita grubego.

 

Bieżąca literatura medyczna szczególną uwagę zwraca ostatnio na wzajemną zależność pomiędzy stanem zdrowia człowieka, a składem mikrobioty przewodu pokarmowego. Ta dwukilogramowa masa bakteryjna, kolonizująca jelita dorosłego człowieka, może pełnić funkcję kolejnego, ludzkiego narządu wpływającego na zachowanie szczelności bariery jelitowej,  funkcjonowanie  układu  immunologicznego, czy też regulację wielu procesów życiowych zachodzących w świetle jelita pod wpływem bakteryjnych metabolitów   pohodowlanych.   Drobnoustroje    kolonizujące    jelita    człowieka    są    zaangażowane m.in. w metabolizm węglowodanów, aminokwasów, ksenobiotyków, wytwarzanie izoprenoidów i witamin. Dlatego też jakościowe oraz ilościowe zmiany w prawidłowym składzie mikrobioty jelitowej muszą prowadzić do deregulacji wielu procesów życiowych zachodzących w świetle jelita włączając w to również procesy karcynogenezy. Do substancji wytwarzanych przez mikrobiotę przewodu pokarmowego należą również witaminy głównie z grupy B oraz K2 (menachinon) które mogą być syntetyzowane bezpośrednio   w świetle przewodu pokarmowego, lub poza nim w trakcie fermentacji niektórych produktów spożywczych.

 

Witamina K2 obejmuje kilkanaście homologów, które w swojej budowie zawierają pierścień 2-metylo-1,4-naftochinonu i różnej długości łańcuchy boczne, przy czym bakterie kolonizujące ludzki przewód pokarmowy syntetyzują krótkołańcuchowe homologi tej witaminy ( n ≤ 7). Doustna suplementacja witaminą K2 odpowiada za zdrowe kości, zapobiega zwapnieniu naczyń krwionośnych i rozwojowi chorób układu krążenia. Przewiduje się też, że ze względu na obecność w budowie chemicznej tej witaminy pierścienia chinonu (czyli grupy funkcjonalnej występującej również w wielu chemioterapeutykach) może być stosowana w prewencji, a nawet w leczeniu wybranych chorób nowotworowych. Wydaje się to wręcz niemożliwe, a jednak w oparciu o wstępne badania in vitro przeprowadzone przez zespół japońskich naukowców na ludzkich liniach nowotworowych żołądka i wątroby wykazano pro-apoptotyczne działanie syntetycznego homologa K2-MK4, przy czym to działanie było silnie dawko-zależne.

 

Stosunkowo mało poznanym jest homolog K2-MK7, który w największej ilości syntetyzowany jest naturalnie przez tlenowe laski Gram dodatnie,  na  drodze  fermentacji  różnych  produktów spożywczych.  W oparciu o nasze wstępne badania przeprowadzone na ludzkiej linii nowotworowej (Caco-2) syntetyczna forma homologu K2-MK7 również wykazywała wyjątkowo silne pro-apoptotyczne działanie na komórki nabłonka jelitowego, przy czym było to działanie powolne, nasilające się wraz z upływem czasu.

 

W naszym projekcie planujemy zatem sprawdzić jakie gatunki bakterii kolonizujące przewód pokarmowy  zdrowego  człowieka  będą  zdolne  do  produkcji  największych  ilości  witaminy  K2-MK7   na drodze fermentacji wybranych produktów (do tego badania wykorzystane zostanie metoda woltamperometrii strippingowej oraz wysokosprawna chromatografia cieczowa HPLC). Ponadto w oparciu

o linie nowotworowe ludzkiego nabłonka jelitowego, oraz linie makrofagowe zostaną przeprowadzone badania, których celem będzie poszukiwanie  odpowiedzi  na  pytanie:  czy  naturalna  forma  witaminy  K2- MK7 (pochodzenia bakteryjnego) będzie w porównywalny sposób jak jej syntetyczny homolog oddziaływała na zjawiska apoptozy, nekrozy, sekrecji prostaglandyn oraz cytokin odczynu zapalnego (TNF-α, IL-6, IL-8, INF-γ, IL-12).

 

Następnie    w   oparciu   o   mysi   model   raka   jelita   grubego    porównamy   przeciwzapalne    i antynowotworowe  działanie   syntetycznej   formy   K2-MK7   podanej   drogą   doustną,   w   stosunku   do  pofermentacyjnego   ekstraktu   zawierającego   największe   ilości   naturalnej   formy   K2-MK7   wraz z probiotycznymi bakteriami przeprowadzającymi ten proces fermentacji. Zaobserwowane zmiany w obrazie histopatologicznym jelita grubego oraz w  stanie  zdrowia  zwierząt  pozwolą  odpowiedzieć  na  pytanie:  czy w warunkach in vivo zaobserwujemy antynowotworowe działanie witaminy K2-MK7, oraz czy będą istniały biologiczne różnice pomiędzy syntetyczną, a naturalną formą K2-MK7. Odpowiedz na te pytania są w chwili obecnej bardzo istotne, gdyż obserwujemy lawinowy wzrost ilości spożywanej syntetycznej formę witaminy K2-MK7.