Eksosomi – karika koja nedostaje u shvaćanju kako biljne i životinjske stanice međusobno komuniciraju

Piše: Irena Dujmušić
Os Uma

Nova studija pod naslovom “Međuvrsna komunikacija između biljaka i crijevnih stanica miša putem nanočestica eksosoma iz jestive biljke” otkriva novi način kako sastojci hrane “komuniciraju” sa životinjskim stanicama regulirajući ekspresiju gena i prenoseći značajne terapeutske učinke. S nedavnim otkrićem da je nekodirajuća mikroRNA u hrani sposobna izravno mijenjati ekspresiju gena u ljudskoj fiziologiji, ova nova studija dodatno precizira da je stara izreka “ono smo što jedemo” u skladu s najsuvremenijom molekularnom biologijom.

Ovo je prvo istraživanje takve vrste koje istražuje ulogu eksosoma, malih vezikula koje luče biljke i životinjskih stanica koje sudjeluju u međustaničnoj komunikaciji.

Eksosomi nastaju u različitim stanicama sisavaca, uključujući imunološke, epitelne i tumorske stanice. Oni igraju ulogu u međustaničnoj komunikaciji i mogu vršiti transport mRNA, miRNA, bioaktivnih lipida te proteina između stanica. Nakon kontakta, eksosomi prenose molekule koje mogu donijeti nova svojstva i / ili reprogramirati stanice primatelje.

Iako je većina istraživanja o eksosomima usmjerena na njihovu ulogu u patološkim stanjima poput tumora, nedavno je također otkriveno da igraju ključnu ulogu u stimulaciji regeneracije oštećenog srčanog tkiva i otkriveno je da se nalaze u ljudskom mlijeku.

Postoje i biljni eksosomi, a za potrebe ove studije, znanstvenici su izolirali eksosomske nanočestice (EPDEN) biljnog porijekla iz đumbira, mrkve, grožđa i grejpa, te su promatrali njihovo ponašanje u stanicama sisavaca (miševa). Izabrali su ovo voće i povrće, jer je poznato da biljna prehrana ima veliki utjecaj na regulaciju homeostaze stanica sisavaca, posebice stanica u probavnom sustavu. Deregulacija homeostaze ovih stanica dovodi do povećane osjetljivosti na infekcije, kronične upalne bolesti crijeva i raka.

Opisani su sljedeći biološki učinci:

Eksosomi đumbira snažno induciraju hem oksigenazu 1 (HO-1) i IL-10 izražene u makrofagima, što ukazuje na anti-upalna i antioksidativna svojstva.

Eksosomi iz grožđa i grejpa izazvaju Wnt/TCF4 aktivaciju, što je ključna komponenta protu upalnog odgovora.

Sve ispitane namirnice aktiviraju nuklearnu translokaciju Nrf2, ključnog regulatora gena HO1, koji ima važnu ulogu u protu upalnom djelovanju i antioksidaciji, a za đumbir je utvrđeno da najpotentniji, te slijede grejp, mrkva i grožđe.

Općenito, za EPDEN-e je nađeno da su otporni na želučanu i crijevnu enzimatsku digestiju, što ukazuje da su sposobni iskazati značajne biološke učinke izbjegavajući digestivnu degradaciju, a isto to se pokazalo i s lektinima i mikroRNA unutar jestive hrane.


Kao zaključak znanstvenici navode:
Naši rezultati pokazuju da su eksosomske nanočestice prisutne u jestivom voću i povrću što otkriva prethodno neprepoznatu strategiju kojom biljke komuniciraju sa stanicama sisavaca putem eksosomskih nanočestica u crijevima, a posebno crijevnih makrofaga i matičnih stanica. Otkrili smo da jestive biljke sadrže velike količine nanočestica. Kao i kod eksosoma sisavaca, daljnja karakterizacija biljnih nanočestica dovela je do njihove identifikacije kao eksosomskih nanočestica na temelju toga što su nanočestice sastavljene od proteina, lipida te mikroRNA. EPDEN iz različitih vrsta biljaka ima određene biološke učinke na primateljske stanice sisavaca. Ovo otkriće otvara novi put za daljnje proučavanje molekularnih mehanizama koji stoje iza toga kako biljno kraljevstvo unakrsno komunicira sa stanicama sisavaca, kao što su crijevni makrofagi i matične stanice, a putem EPDEN-a. Ova informacija može pružiti molekularnu osnovu za korištenje više biljnih agensa za bolji terapijski učinak u odnosu na pojedinačni biljni agens.”

Njihovi rezultati također mogu objasniti zašto su oni koji u prehrani prakticiraju veću raznolikost jestivih biljaka zdraviji. Naime, već desetljećima je poznato da su ljudi koji svakodnevno konzumiraju raznoliku biljnu hranu primatelji mnogih blagotvornih učinaka za zdravlje u usporedbi s ispitanicima koji konzumiraju manje vrsta jestivih biljaka. Sasvim je realno očekivati da dnevni unos EPDEN-a iz raznog voća i povrća može pružiti veće pozitivne učinke za održavanje crijevne homeostaze nego konzumiranje EPDEN-a iz jedne jestive biljke.

Kao dio novih područja epigenetike i nutrigenomike, rezultati ove nove studije će proširiti važnost hrane u liječenju ali i prevenciji bolesti. Hrana se već dugo ne može smatrati samo izvorom kalorija, minerala i vitamina, jer ona nosi vrlo specifične oblike biološki smislenih informacija, bez kojih naša genetska i epigenetska infrastruktura ne može funkcionirati.

Otkriće modulacije temeljnih staničnih putova sisavaca putem eksosoma biljnog porijekla, daje snažnu podršku konceptu da je ishrana naših predaka od vitalnog značaja u održavanju našeg zdravlja. Zbog pojave post-industrijske ishrane, koja se uglavnom temelji na sintetizarnoj prehrani te uvođenje prehrane koja se temelji na žitaricama u samo posljednjih 500 generacija, naša sadašnja prehrana se sastoji od niza duboko biološki nekompaktibilnih namirnica.

Milijuni godina ko-evolucijskih procesa stvorili su široku lepezu međuvrsta. Na primjer, sisavci i kritosjemenjače, odnosno cvjetnjače, što obuhvaća oko 250.000 vrsta te većinu biljaka cvjetnica koje osiguravaju prehranu suvremenog svijeta, ko-evoluiraju zajedno najmanje 200 milijuna godina te su danas dva najizraženija oblika života na planeti. Molekularna i informativna građa našeg tijela evoluirala je da ovisi o prisutnosti različitih ključnih komponenti hrane u ljudskoj prehrani i nedostatku drugih koje mogu biti štetne za naše zdravlje. Stoga eksosomi mogu biti jednako važni za naše zdravlje kao i vitamini i drugi nutrijenti no oni mogu biti čak i važniji u usklađivanju složenih genetski i epigenetski posredovanih staničnih procesa u tijelu.

Zapravo, eksosomi nam jednostavno pojašnjavaju kako neka biljna hrana može utjecati na brojne procese u tijelu, primjerice, kako nar, kao koncentrirani izvor bioidentičnog estrona, može podržati kompleksne hormonalne procese u tijelu uz širok raspon ostalih terapijskih učinaka na zdravlje. Još je bolji primjer kurkuma, koja ima više od 600 zdravstvenih koristi, a za koju je dokazano da istovremeno modulira ekspresiju tisuća gena.

Uz nedavna otkrića poput toga da mikroRNA u namirnicama poput riže može ući u našu krv i tkiva i regulirati ekspresiju gena, zatim da dvolančana RNA u širokom rasponu najčešće konzumiranih namirnica ima molekularnu podudarnost s tisućama ljudskih RNA i stoga su u mogućnosti utišati ih, te da lektini također mogu izravno aktivirati nuklearnu mašineriju unutar određenih stanica, ovo otkriće da eksosomi posreduju u genskoj modulaciji daje dodatnu potporu tome da kvaliteta i vrsta hrane koju konzumiramo nose jednako puno relevantnosti u smislu “biološke sudbine” kao i DNK unutar našeg genoma.

Od kada su eksosomi otkriveni prije 30 godina, stalno se događaju nova otkrića, tako je između ostalog otkriveno da su u nekim od procesa stanične komunikacije uključeni i ekskosomi te da utječu na ekspresiju gena u udaljenim stanicama, izlučuju se iz placente tijekom trudnoće, te tako utječu na biološke mehanizme i opstanak ploda, a možda se najviše pažnje posvetilo ulozi eksosoma u razvoju tumora, te razvoju cjepiva s nanočesticama eksosoma koje bi trebalo potaknuti obrambene stanice da napadaju stanice raka.

U relativno novijem razvoju novih grana genetike poput nutrigenomike kao znanosti koja se bavi interakcijom naših gena i prehrane, odnosno utjecajem genetskih čimbenika na tijelo kao odgovor na prehranu, ali i utjecaja bioaktivnih sastojaka hrane na ekspresiju gena, ova studija će doprinjeti razvoju novih istraživanja kojima ćemo još jasnije utvrditi kako koja hrana djeluje na nas te objasniti zašto je to tako. Ovakva istraživanja neće služiti samo zato da bismo mogli odrediti prehranu prema našim genima, već će potkrijepiti brojna znanstvena istraživanja koja govore o mnogim zdravstvenim prednostima biljnog svijeta, te će poslužiti i kao dobar uvod u što veći razvoj prirodnog liječenja. Ostaje samo živjeti u nadi da će sve to zajedno dovesti do toga da će u budućnosti naše prehrambene navike i stil života biti jednako uzete u obzir prilikom konvencionalne analize ili liječenja, kao što je to uobičajeno kod biološkog pristupa liječenju.

Izvori: GreenMedInfo, Natural Society

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s