В недавнем исследовании, опубликованном в EBioMedicine, исследователи исследовали, может ли пробиотическая добавка с Lactobacillus acidophilus помочь предотвратить развитие неалкогольной жировой болезни печени, связанной с гепатоцеллюлярной карциномой (НАЖБП-ГЦК), используя модели опухолеобразования на мышах.

Исследование: Lactobacillus acidophilus подавляет гепатоцеллюлярную карциному, связанную с неалкогольной жировой болезнью печени, за счет выработки валериановой кислоты. Фото: FOTOGRIN /Shutterstock.com

Общие сведения

Глобальная заболеваемость НАЖБП-ГЦК растет, но профилактических мер против нее в настоящее время нет.

Учитывая растущее количество доказательств его тесной взаимосвязи с дисбиозом кишечных микроорганизмов, исследователи начали проводить исследования, изучающие профилактический потенциал пробиотиков, таких как L. acidophilus, в отношении НАЖБП-ГЦК.

У людей взаимное взаимодействие между печенью и кишечником через кровообращение в воротной вене нарушается во время гепатоканцерогенеза или ГЦК, что обогащает патобионтов у пациентов с НАЖБП-ГЦК и истощает запасы их симбионтных пробиотиков, включая Lactobacillus и Bifidobacterium.

L. acidophilus широко продается в качестве пероральной добавки для лечения ряда заболеваний, таких как непереносимость лактозы и колит, и это лишь некоторые из них.

Предыдущие исследования с участием людей даже намекали на его применимость при НАЖБП и неалкогольном стеатогепатите (НАСГ). Однако его противоопухолевое действие в отношении злокачественных новообразований печени остается в значительной степени неизвестным.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи использовали модели НАЖБП-ГЦК на мышах для изучения противоопухолевых эффектов L. acidophilus.

Они развили опухолегенез НАЖБП-ГЦК как у обычных, так и у лишенных микробов мышей путем инъекции диэтилнитрозамина (DEN) и кормления диетой с высоким содержанием жиров и холестерина (HFHC) или с дефицитом холина и высоким содержанием жиров (CDHF).

После ежедневного введения L. acidophilus или контрольного физиологического раствора с фосфатным буфером (PBS) в течение 28 недель команда забила всех мышей с НАЖБП-ГЦК, которых кормили HFHC, и наблюдала, нет ли у них макроскопических опухолей в печени.

Кроме того, они провели метагеномное секвенирование кала, чтобы оценить влияние L. acidophilus на микробиоту кишечника. Мыши без микробов, получавшие 34 недели лечения, помогли подтвердить единственный положительный эффект L. acidophilus.

Команда также разработала ортотопическую модель аллотрансплантата НАЖБП-ГЦК путем внутрипеченочной инъекции мышиных клеток ГЦК обычным мышам, которых кормили HFHC-диетой, что помогло дополнительно подтвердить положительный эффект лечения L. acidophilus .

Команда исследовала биологические функции L. acidophilus в условной среде (L.a CM) и метаболиты в человеческих клетках с НАЖБП-ГЦК и органоидах мыши.

Наконец, они выполнили метаболомное профилирование с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (LC-MS), чтобы идентифицировать функциональный метаболит L. acidophilus.

Результаты

В модели опухолеобразования на мышах, то есть на мышах с НАЖБП-ГЦК, L. acidophilus был среди видов с наибольшим истощением, что предполагает его возможное защитное противоопухолевое действие против НАЖБП-ГЦК.

Результаты метагеномного секвенирования кала не показали различий в α- и β-разнообразии между подопытными мышами, получавшими L. acidophilus, и контрольными мышами, не получавшими лечения, что указывает на то, что L. acidophilus оказывал минимальное влияние на общий состав микробиоты.

Однако оно повысило количество симбионтных микробов при одновременном снижении числа возможных патобионтов.

Гистологическая оценка также выявила заметное снижение стеатоза и воспаления в неопухолевых тканях печени у мышей, получавших L. acidophilus.

В то же время сывороточные уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), двух маркеров повреждения печени и холестерина снизились у мышей, получавших L. acidophilus, но масса их тела и печени по сравнению с контролем оставалась аналогичной.

Действительно, прием L. acidophilus заметно уменьшал количество, размер и нагрузку на опухоль, не влияя на частоту возникновения опухоли.

Как и у мышиной модели с опухолеобразованием, у мышиных аллотрансплантатов, получавших L. acidophilus, опухоли печени были меньшего размера, с уменьшенным весом и объемом.

Эксперимент по гибридизации с флуоресценцией in situ показал, что L. acidophilus в изобилии экспрессировался в толстой кишке, но не в тканях печени мышей, которым вводили глюкометр.

Предполагается, что L. acidophilus оказывает свое защитное действие с помощью секретируемых молекул.

Дальнейшие исследования связали противоопухолевый эффект L. acidophilus с небелковой небольшой молекулой с молекулярной массой <3 кДа.

Нецелевое метаболомное профилирование методом ЖХ-МС на L.a CM с содержанием <3 кДа показало, что валериановая кислота, короткоцепочечная жирная кислота (SCFA), была наиболее обогащенным метаболитом в L.a CM. Целенаправленная метаболомика также подтвердила значительное обогащение валериановой кислотой в L.a CM.

Валериановая кислота подавляла жизнеспособность клеток NAFLD-HCC, но не нормальных гепатоцитов, при этом 100 мкм были минимально необходимой значимой концентрацией.

Секвенирование РНК показало, что валериановая кислота, полученная из L. acidophilus

связанные с G-белком рецепторы (GPRs) 41/43 на гепатоцитах инактивируют онкогенный сигнальный путь Rho-GTPase, тем самым предотвращая развитие НАЖБП-ГЦК.

Выводы

В настоящем исследовании исследователи определили, что пробиотические добавки с L. acidophilus являются потенциальным профилактическим средством НАЖБП-ГЦК.

Они продемонстрировали, что L. acidophilus проявляет выраженные противоопухолевые эффекты in vitro и у мышей с НАЖБП-ГЦК, а метаболитом, ответственным за защитную функцию L. acidophilus , является валериановая кислота.