Не так давно команда профессора Ли Юаня из Школы пищевой науки и нутрициологии Китайского сельскохозяйственного университета опубликовала в известном во всем мире журнале "Advanced Functional Materials" работу под названием "Высокоактивные пробиотики, доставляемые микрогелем полисахаридов Cynanchum sativum с полифенольным металлическим каркасом, синергетически модулируют энтерогепатическую ось для облегчения повреждения печени".

　　В этом исследовании была создана микрогелевая система доставки полисахарида коричневого кактуса, усиленная металлической каркасной структурой натурального полифенола, которая эффективно повышает переносимость и скорость колонизации пробиотиков в желудочно-кишечном тракте, а натуральный полифенол в качестве пребиотика и полисахарид кактуса способствуют производству короткоцепочечных жирных кислот, которые синергетически регулируют кишечно-печеночную ось для облегчения острого повреждения печени и дисбаланса кишечной флоры у мышей. Система доставки была одобрена китайским патентом на изобретение.

　　Пероральные пробиотики сталкиваются с большими трудностями при обработке, хранении и желудочно-кишечном пищеварении, что приводит к низкой выживаемости и серьезно влияет на их физиологическую активность. В последние годы широкие перспективы применения для доставки и защиты пробиотиков в кишечнике имеют гидрогели из натуральных пищевых полисахаридов, основанные на пребиотических свойствах, например, гидрогели из полисахарида конжака (Advanced Functional Materials. 2020,30,2001157).

　　Трава феи (Mesona chinensis Benth.), также известная как трава феи и трава прохладного порошка, относится к семейству лабиатовых, широко распространена в Китае, Индии, Вьетнаме, Индонезии и других странах Азии и является основным ингредиентом травяного чая Wanglaoji. В древней фармакопее "Иллюстрированный каталог китайских лекарственных растений" записано, что сяньчао: лечит тепловой удар, жажду, высокое кровяное давление, мышечные и суставные боли. Полисахарид травы феи - это темно-коричневый кислый анионный гетерополисахарид, добываемый из травы феи и обладающий отличными гелеобразными свойствами, который является сырьем для травяного желе травы феи, поэтому он известен как травяная трава.

　　Установлено, что коричневый цвет экстрагированных полисахаридов остается коричневым, поскольку в естественном состоянии полисахариды и коричневые полифенолы, органические кислоты и т.д. связаны нековалентными связями. Коричневые молекулы со слабой связью отделяются от полисахаридов с помощью колоночного разделения, состав и структура коричневых молекул анализируются, и выясняется, что это потенциальный пробиотик с противовоспалительной и антиоксидантной активностью. Это функциональное сырье, объединяющее полисахарид и различные антиоксидантные полифенольные органические кислоты.

Была разработана система доставки для лучшей защиты пробиотиков путем металлической координации изолированных полисахаридов кактуса и коричневых полифенолов с ионами железа. Полисахариды сказочной травы богаты карбоксильными группами, которые могут координироваться с ионами металлов, образуя полисахаридный микрогель, внутри которого формируется природный каркас из полифенолов и ионов железа, укрепляющий микрогель. Микрогель сохраняет свою структуру в кислых условиях и разрушается в нейтральных условиях рН, реагируя на высвобождение инкапсулированных пробиотиков, а связанные полисахаридные фрагменты помогают пробиотикам прикрепляться и колонизировать кишечный тракт. Микрогели полисахаридного комплекса "Сказка" универсальны для защиты доставки самых разных видов пробиотиков.

　　Бактерии AKK являются полезным кишечным комменсалом. Было обнаружено, что коричневые активные малые молекулы, конъюгированные с полисахаридами пажитника, значительно увеличивают численность Akkermansia spp. в кишечном тракте, подобно их "точной" пребиотической "пище", а также обладают хорошей противовоспалительной и антиоксидантной активностью. Таким образом, в данной работе была разработана новая стратегия перорального приема высокоактивных пробиотиков для лечения заболеваний путем встраивания бактерий AKK в композитный гель с полисахаридным полифенольным металлическим каркасом из кактуса. Проверка на модели лекарственно-индуцированного повреждения печени у мышей показала, что группа композитных микрогелей не только повысила жизнеспособность AKK в кишечнике, но и пребиотики с полифенолом коричневого цвета значительно способствовали росту и колонизации AKK в кишечнике по сравнению со свободными AKK и пастеризованными AKK. Пероральный прием микрогелей, нагруженных AKK, увеличивал численность полезных и комменсальных бактерий, снижал численность вредных бактерий, улучшал дисбиоз кишечника и ремоделировал кишечную флору. Полисахариды сказочной травы использовались пробиотиками для стимулирования выработки короткоцепочечных жирных кислот и защиты целостности кишечного барьера. Кроме того, малые молекулы коричневого полифенола и короткоцепочечные жирные кислоты вместе улучшили функцию печени, уменьшили окислительный стресс печени и ослабили воспалительную реакцию, тем самым уменьшив повреждение печени.

　　Результаты этого исследования дают новую идею для целевой доставки гидрогелей природных полисахаридов в кишечник пробиотиков и закладывают теоретическую основу для разработки устойчивых рецептур высокожизнеспособных пробиотиков. Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (NSFC 32172345) и исследовательского фонда Китайского сельскохозяйственного университета (PC2023B01007).