Akkermansia muciniphila ako probiotikum novej generácie pri modulácii metabolickej homeostázy človeka a progresie ochorení: Úloha sprostredkovaná osami črevo – pečeň – mozog?
Int. J. Mol. Sci. 2023, 24(4), 3900; https://doi.org/10.3390/ijms24043900
Abstrakt
Doceňovanie významu Akkermansia muciniphila narastá a čoraz väčší význam má identifikácia preventívnych a/alebo terapeutických riešení zameraných na os črevo-útroby-mozog pri viacerých ochoreniach prostredníctvom Akkermansia muciniphila. V posledných rokoch je známe, že Akkermansia muciniphila a jej zložky, ako sú proteíny vonkajšej membrány a extracelulárne vezikuly, zlepšujú metabolické zdravie hostiteľa a črevnú homeostázu. Vplyv Akkermansia muciniphila na zdravie a ochorenie hostiteľa je však zložitý, keďže Akkermansia muciniphila a jej deriváty sprostredkúvajú potenciálne priaznivé aj nepriaznivé účinky a v niektorých prípadoch tieto účinky závisia od fyziologického mikroprostredia hostiteľa a foriem, genotypov a zdrojov kmeňov Akkermansia muciniphila. Cieľom tohto prehľadu je preto zhrnúť súčasné poznatky o tom, ako Akkermansia muciniphila interaguje s hostiteľom a ovplyvňuje metabolickú homeostázu hostiteľa a priebeh ochorenia. Budú sa diskutovať podrobnosti o Akkermansia muciniphila vrátane jej biologických a genetických charakteristík; biologických funkcií vrátane funkcií proti obezite, proti cukrovke, proti metabolickému syndrómu, proti zápalu, proti starnutiu, proti neurodegeneratívnym ochoreniam a proti rakovine; a stratégií na zvýšenie jej množstva. Kľúčové udalosti budú uvedené v niektorých špecifických chorobných stavoch a tieto poznatky by mali uľahčiť identifikáciu probiotickej terapie založenej na Akkermansia muciniphila zameranej na viaceré choroby prostredníctvom osi črevo-pečeň-mozog.
1. Úvod
Črevná mikrobiota je komplexný ekosystém mikroorganizmov, ktorý inhibuje a kriticky udržiava homeostázu gastrointestinálneho (GI) traktu [1]. Mikrobiota pozostáva z baktérií, archeí a húb, ale zahŕňa aj ich vírusy a fágy. Probiotiká sa vzťahujú na „živé mikroorganizmy, ktoré pri príjme v primeranom množstve môžu mať priaznivý vplyv na zdravie hostiteľa“, ako to upravuje FAO/WHO [2,3]. Akkermansia muciniphila (ďalej len Akk) je striktne anaeróbna gramnegatívna baktéria, ktorú prvýkrát izolovala Muriel Derrienová z ľudských výkalov v roku 2004 a ktorá môže využívať mucín ako jediný zdroj uhlíka, dusíka a energie [4]. Akkermansia muciniphila a Akkermansia glycaniphila (izolované z výkalov pytóna sieťovaného) sú jedinými zástupcami verrucobacterium, pričom Akkermansia muciniphila je jedným z najpočetnejších jednotlivých druhov v črevnej mikroflóre človeka (0,5 ~ 5 % z celkového počtu baktérií) [4,5,6]. Črevná mikrobiota hostiteľa je ctená ako druhý ľudský genóm a orgán s najväčším trávením. Črevná mikrobiota je kľúčovým regulátorom homeostázy hostiteľa a nerovnováha v zložení mikrobiálnych spoločenstiev bežne spôsobuje metabolické poruchy a zhoršuje progresiu ochorení [7]. Od svojho objavu v roku 2004 sa úloha Akk v ľudskom metabolickom zdraví a terapii chorôb široko skúma, a preto sa nazýva „prospešnými mikróbmi novej generácie“ a/alebo „jedným z najsľubnejších probiotík“ [8,9,10]. Doteraz bolo publikovaných viac ako 566 prác súvisiacich s Akk, pričom najväčšia pozornosť sa venuje obezite a cukrovke a horúcou témou nedávneho výskumu Akk je rakovina [11]. Najmä v poslednom desaťročí sa zistilo, že Akk môže predchádzať a zmierňovať obezitu [12], diabetes [13], metabolický syndróm [14], zápal [15], starnutie [16,17], negatívne účinky liečby rakoviny [18], neurodegeneratívne ochorenia [19] atď. Vyčerpávajúci signálny molekulárny mechanizmus interakcie Akk s hostiteľom však stále nie je úplne objasnený, hoci najnovší prehľad komplexne spracoval kritické funkcie Akk v metabolizme ľudského zdravia a využívania živín [20]. Ako paradigmu pre novú generáciu prospešných mikroorganizmov Cani a kolegovia vynikajúco pokryli históriu objavu Akk a zrekapitulovali väčšinu zistení a hlavných mechanizmov účinku Akk, ktoré zlepšujú zdravie hostiteľa (prehľad na inom mieste) [21]. Napriek tomu stojí za zmienku, že viaceré štúdie zistili, že zvýšený výskyt Akk je pozitívne spojený so zhoršeným priebehom ochorenia hostiteľa. Cieľom tohto prehľadu je teda smerovať k ucelenému pochopeniu fyziologických vlastností, biologických funkcií a stratégií zvyšovania abundancie Akk, ako aj k pochopeniu molekulárneho mechanizmu jeho interakcie s hostiteľom. Okrem toho sumarizujeme aj jeho nepriaznivé účinky na niektoré špeciálne patologické stavy a predkladáme naše názory na ne.
CELÝ ČLÁNOK JE V PRILOŽENOM SÚBORE PDF!
Platnosť odkazu vyprší po 100 stiahnutiach.