Farelerde Ülseratif Kolit Tedavisinde Moringa Yaprağı Polisakkaritlerinin Önlenmesi ve Mekanizması Üzerine Çalışma
Ülseratif kolit (ÜK), sıklıkla kolonik mukozal ülserasyon ve ülserasyon, sık karın ağrısı, ishal, rektal kanama ve diğer klinik semptomlara yol açan oldukça karmaşık, spesifik olmayan, tekrarlayan bir kolit hastalığıdır. Tekrarlayan ve tedavisi zor doğası nedeniyle hastanın normal yaşamını ciddi şekilde etkiler ve ikincil enfeksiyon ve kolon kanseri riskini artırır. Eric ve arkadaşları, ÜK patogenezinin bağırsak bariyer fonksiyonunun bozulması ve bağırsak mikroçevresindeki değişikliklerle yakından ilişkili olduğunu bulmuştur. Bağırsak mukozal bariyeri hasar gördüğünde, bağırsak lamina propriyasındaki bağışıklık hücreleri dış antijenlere ve patojenlere maruz kalır ve aktive olmuş bağışıklık hücreleri vücutta inflamatuar bir kaskad reaksiyonu üreterek T hücre alt kümelerinin spesifik olmayan Th2 bağışıklık tepkilerine aracılık etmesine neden olur. Aynı zamanda, TLR4 adaptör protein MyD88'e sinyal göndererek NF - κ B'nin aktivasyonuna yol açar ve interlökin-1 β (IL-1 β) ve tümör nekroz faktörü - α (TNF - α) gibi pro-enflamatuar faktörlerin ekspresyonunu teşvik ederek bağırsak bağışıklık homeostazını bozar ve bağırsak epitel hücrelerine daha fazla zarar verir. Aynı zamanda, bağırsak mikrobiyotasının bileşimi, bağışıklık sisteminin gelişimi ve işlevi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bağırsaktaki faydalı ve patojen bakterilerin oranı dengesiz olduğunda, toksinler, bağırsak bakterileri ve antijenler vücuda girerek UC hastalarında bağırsak mukozal enflamasyonunu ve aşırı oksidatif stres yanıtını şiddetlendirir. Bu durum, enflamatuar faktörleri ve bağırsak mikrobiyotasını hedef alan müdahalelerin ÜK'yi önlemek ve tedavi etmek için etkili hedefler olduğunu göstermektedir.

Aslen Hindistan kökenli olan Moringa oleifera, Afrika ve Asya'nın tropikal ve subtropikal bölgelerinde yaygın olarak ekilmektedir. Son yıllarda Çin'in Yunnan ve Guangxi bölgelerinde yaygın olarak yetiştirilmektedir. 2012 yılında Çin Sağlık Bakanlığı tarafından yeni bir kaynak gıda ve Çin'de hem ilaç hem de gıda için önemli bir gıda kaynağı olarak onaylanmıştır. Moringa yapraklarının besin değeri son derece yüksektir. Moringa yaprağı gıdalarının uzun süreli tüketimi insan bağışıklık sistemini güçlendirebilir ve ayrıca belirli bir hastalık önleme etkisine sahiptir. Ana biyoaktif bileşenleri, önemli anti-enflamatuar, antioksidan ve anti-tümör etkiler gösteren polifenoller, flavonoidler ve polisakkaritlerdir. Şu anda, Moringa oleifera yaprağı polisakkariti (MOLP) hakkında hem yurt içinde hem de yurt dışında nispeten az sayıda rapor bulunmaktadır ve hala geleneksel ekstraksiyon işlemlerinin optimizasyonu ve kimyasal bileşim analizi ile sınırlıdır. MOLP'nin enterit üzerindeki önleyici ve tedavi edici etkileri henüz net değildir. Bu nedenle, bu deneyde bir UC fare modeli oluşturmak için DSS indüksiyonu kullanılmış ve MOLP'nin akut kolit farelerinde enflamatuar yanıt ve bağırsak mikrobiyotası üzerindeki iyileştirici etkisi gözlemlenmiştir. Amaç, MOLP'nin farmakolojik araştırmalar ve klinik hastalık tedavisi için fikir sağlamak amacıyla MOLP'nin UC üzerindeki önleyici ve terapötik etkilerinin mekanizmasını açıklığa kavuşturmaktır.

 

Son yıllarda, dünyada ÜK görülme oranı yıldan yıla artmıştır. Avrupa ülkeleri ile karşılaştırıldığında, Çin'de ÜK görülme oranı daha hızlı artmıştır. Modern tıp, klinik uygulamada UC tedavisine müdahale etmek için sıklıkla glukokortikoidler, salisilik asit preparatları ve immünosupresanlar kullanmaktadır, ancak kesildikten sonra kolay nüks ve ciddi ilaç yan etkileri, tıp camiasında çetrefilli bir konu haline getirmektedir. Klinik uygulamaların sürekli derinleşmesiyle birlikte, saf doğal kaynaklardan elde edilen bitki polisakkaritleri, güvenlikleri, erişilebilirlikleri, anti-enflamatuar aktiviteleri ve etkili bağışıklık artırıcı etkileri nedeniyle dikkat çekmiştir. Moringa yapraklarındaki etkili aktif bileşenlerden biri olarak, Moringa yapraklarından elde edilen polisakkaritler, esas olarak kan lipitlerini, kan şekerini düşürmeye, anti-tümör ve antioksidan etkilere odaklanan fonksiyonel aktiviteleri için incelenmiştir. MOLP'nin enterit üzerindeki önleyici ve tedavi edici etkilerini araştırmak amacıyla, bir UC modeli oluşturmak ve tedavi etmek için DSS kullanılmıştır. Sonuçlar, modellemeden sonra farelerin ishal, kanlı dışkı, kilo kaybı, artmış DAI skorları ve kısalmış kolon uzunluğu gibi semptomlar sergilediğini ve başarılı modelleme ve önemli etkilere işaret ettiğini göstermiştir. MOLP ile tedaviden sonra, UC farelerinin kilo kaybı önemli ölçüde iyileştirilebilir, DAI skoru azaltılabilir, kolon mukozal hasarı ve inflamatuar infiltrasyon hafifletilebilir, fare serumu ve kolondaki pro-inflamatuar faktörler IL-1 β, TNF - α, HMGB1 seviyeleri azaltılabilir, anti-inflamatuar faktör IL-10 seviyesi yükseltilebilir, ve P65 ve I κ B α fosforilasyonu, TLR4/NF - κ B sinyal yolunun aşırı aktivasyonunu önlemek, bağırsak mikrobiyota homeostazını korumak ve vücudun enflamatuar tepkisini inhibe ederek ve fare bağırsak mikrobiyotasının yapısını düzenleyerek UC üzerinde önleyici ve terapötik bir etki göstermek için inhibe edilebilir.
İnflamatuar sitokinler, ÜK'nin oluşumu ve gelişiminin vazgeçilmez bir parçasıdır. İmmün hücreler tarafından üretilirler ve antijene özgü efektör hücrelerin çoğalmasını uyarırlar ve immün hücreler arasındaki etkileşim yoluyla lokal ve sistemik inflamasyona aracılık ederler. Normal koşullar altında, makrofajlar enflamatuar sinyallere zayıf bir yanıt verir ve immün sistemi baskılanmış hücrelerde üretimlerini teşvik etme olasılıkları daha düşüktür. Bununla birlikte, UC'nin başlangıcı sırasında, aktive makrofajlar ve dendritik hücreler, enflamatuar yanıtı düzenlemek için TNF - α, INF - γ, IL-1 β, IL-10 vb. gibi çeşitli sitokinler salgılar. Bu sitokinlerin yukarı regülasyonu veya aşırı aktivasyonu T hücre dengesizliğine ve Treg/Th1, Th2, Th17 dengesizliğine yol açabilir, enflamatuar bölgelerde nötrofil birikimini teşvik edebilir, epitel hücrelerinde elektrolit salgısını azaltabilir, membran geçirgenliğini artırabilir ve enflamatuar yanıtı daha da şiddetlendirebilir. ÜK tedavisinde kullanılan ilaçlar ve doğal ürünler, enflamatuar faktör konsantrasyonu ve ekspresyon seviyelerindeki dengesizliği etkili bir şekilde hafifletebilir. Xiao ve arkadaşları, Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin UC farelerinde pro-enflamatuar faktörler IL-1 β, IL-23 ve IL-17 seviyelerini düzenleyerek ve anti-enflamatuar faktör IL-10 seviyesini artırarak enflamasyonu hafifletebileceğini bulmuştur. Bu çalışma, UC farelerinin serumunda IL-1 β, TNF - α, HMGB1 ve IL-10'un saptanması yoluyla MOLP'nin pro-enflamatuar faktörlerin ekspresyonunu önemli ölçüde inhibe edebileceğini ve anti-enflamatuar faktörlerin seviyesini yükseltebileceğini bulmuştur. Aynı zamanda, doku enflamatuar faktörlerini tespit etmek için gerçek zamanlı floresan kantitatif PCR teknolojisi kullanılmış ve sonuçlar MOLP'nin UC farelerinin kolon dokusunda IL-1 β, TNF - α, HMGB1 mRNA ekspresyonunu etkili bir şekilde hafifletebileceğini ve IL-10 mRNA ekspresyonunu artırabileceğini göstermiştir. Ayrıca MPO, nötrofillerin karakteristik bir enzimidir, belirli dokularda nötrofiller veya makrofajlar tarafından salgılanan bir hemoglobinazdır ve hem peroksidaz ailesinin bir üyesidir. Fare kolon dokularında MPO aktivitesini tespit ederek dokulardaki nötrofil infiltrasyonunun derecesini değerlendirebiliriz. Sonuçlar, MOLP'nin UC farelerinde MPO aktivitesini önemli ölçüde inhibe edebileceğini ve kolon dokusundaki nötrofil sayısını azaltabileceğini göstermiştir. Yukarıda bahsedilen enflamatuar faktörlerin oluşumu ve MPO aktivitesindeki artış, TLR4/NF - κ B sinyal yolunun çekirdek konumu ile yakından ilişkilidir. TLR4, patojen mikroorganizmaların tanınmasında ve doğuştan gelen bağışıklıkta edinilmiş bağışıklık yanıtlarının kontrolünde önemli bir rol oynar. TLR4 aktive edildiğinde, adaptör protein MyD88 tarafından sinyal iletilir, fosforilasyon, ubikitinasyon ve I κ B'nin degradasyonunu indükleyerek NF κ B p50 / p65 dimerlerini serbest bırakır. Aktive olan dimerler çekirdeğe girer ve hemen çeşitli sitokinlerin transkripsiyonunu başlatarak IL-1 β, TNF - α, vb. sayısında artışa yol açarak enflamasyonun devam etmesine ve genişlemeye devam etmesine neden olur. Zhang ve arkadaşları, UC farelerinin kolonundaki NF - κ B sinyal yolunun aşırı aktive olduğunu ve NF - κ B sinyal yolu aktivasyonunun hedeflenen inhibisyonunun UC'yi hafifletmede etkili olduğunu bulmuşlardır. Bu çalışmada, Con grubu ile karşılaştırıldığında, DSS grubu farelerin kolon dokusunda MPO aktivitesinin önemli ölçüde arttığı ve TLR4 ve MyD88 proteinlerinin ekspresyonunun önemli ölçüde arttığı bulunmuştur. p-P65 ve p-I κ B α proteinleri yukarı doğru düzenlenmiş ve p-P65/P65 ve p-I κ B α/I κ B α oranı da artmıştır. MOLP ile tedaviden sonra, yukarıdaki anormal ekspresyon etkili bir şekilde inhibe edilmiştir, bu da MOLP'nin TLR4/NF - κ B sinyal yolunun aşırı aktivasyonunu inhibe ederek ve inflamatuar faktörlerin anormal ekspresyonunu baskılayarak UC üzerinde önleyici ve terapötik etkilerini gösterebileceğini göstermektedir.
Normal şartlar altında bağırsak tam bir bariyer fonksiyonuna sahiptir. Bağırsak mikrobiyotası, bağırsak epitel tabakası, mukoza tabakası ve bağırsak lenfatik sistemi ile birlikte bağırsak mukozasının mekanik, kimyasal ve biyolojik bariyerlerini oluşturarak patojenik antijenlerin vücudu istila etmesini önleyebilir ve normal işleyişi sürdürebilir. Bağırsakta iltihap oluştuğunda, bağırsak mikrobiyotası bozulur, bağırsak bariyeri tahrip olur ve bağırsak geçirgenliği artar. Zararlı bakteriler ve endotoksinler gibi metabolitleri kan dolaşımına karışarak mukozal epitel hücrelerine ve mukozal bariyere verilen zararı daha da kötüleştirir ve böylece tekrarlayan ÜK'ye yol açan bir kısır döngü oluşturur. Bu çalışmada, MOLP'nin UC farelerinin bağırsak mikrobiyotası üzerindeki etkisi 16S rRNA gen dizilimi yoluyla araştırılmıştır. MOLP'nin UC farelerinde bağırsak mikrobiyotasının çeşitliliğini artırabildiği, Campylobacter ve Bacteroidetes oranını eski haline getirebildiği, farklı mikrobiyotaların göreceli bolluğunu düzenleyebildiği ve bağırsak mikrobiyota yapısının normal seviyelere gelmesini teşvik edebildiği bulunmuştur. Sindirim sistemindeki en yaygın iki filum Firmicutes ve Bacteroidetes'tir. Çalışmalar, kolit farelerinde Firmicutes ve Bacteroidetes'in önemli ölçüde azaldığını, MOLP tedavisinin ise iki baskın bakteri grubunun dengesizliğini önemli ölçüde hafiflettiğini ortaya koymuştur. Bu durum, Sun ve arkadaşları tarafından bildirilen mor tatlı patates polisakkaritlerinin UC farelerinde DSS modellemesinin neden olduğu Firmicutes ve Bacteroidetes oranındaki azalmayı hafifletebildiği sonuçlarıyla benzerlik göstermekte ve bu iki baskın bakteri grubunun oranını artırmanın kolit fareleri üzerinde koruyucu bir etkisi olabileceğini düşündürmektedir. Daha ileri araştırma analizleri, bütiratın zararlı bakterilerin büyümesini engellemek, elektrolit dengesini korumak ve mukozal inflamasyonun onarımını teşvik etmek için bağırsakta asidik bir ortam sağlayabileceğini göstermektedir. Bütirat vücutta esas olarak bağırsaktaki Firmicutes bakterileri tarafından üretilir. Firmicutes sayısının artırılması bağırsak iltihabı üzerinde koruyucu bir etkiye sahiptir. Bu çalışma, MOLP'nin UC farelerinde Firmicutes artışını teşvik edebileceğini, faydalı bakterilerin mikrobiyal aktivitesini uyarabileceğini ve patojenik bakterilerin büyümesini engelleyebileceğini bulmuştur.
Bu deneyin sonuçları, DSS ile indüklenen UC fare modelinde, MOLP'nin UC farelerinde kolon kısalmasını, kilo kaybını ve yüksek DAI skorlarını önemli ölçüde hafifletebileceğini, pro-enflamatuar sitokin IL-1 β, TNF - α seviyelerini azaltabileceğini göstermektedir, ve HMGB1'in aşırı aktivasyonunu düzenler ve UC farelerinde bağırsak mikrobiyotasının çeşitliliğini, bileşimini ve göreceli bolluğunu düzenler, böylece UC üzerinde önleyici ve koruyucu bir etki gösterir. Gelecekte atılacak bir sonraki adım, MOLP'nin ÜK'deki rolünü kimyasal bariyerler ve bağışıklık bariyerleri gibi çoklu perspektiflerden araştırmak olacaktır. Bu çalışma, Moringa yapraklarının geliştirilmesi ve kullanımı ve MOLP'nin anti-enflamatuar etkileri için yeni fikirler sağlamayı amaçlamaktadır.