U nedavno objavljenom istraživanju, znanstvenici su pretpostavili kako prebiotici galaktooligosaharidi (GOS, engl. galacto-oligosaccharides) i fruktooligosaharidi (FOS, engl. fructo-oligosaccharides) komuniciraju s molekulama lektina u svrhu određivanja diferencijacije stanica, njihova razvoja i patoloških stanja.
Rezultati tretiranja Caco-2 stanica (stanica humanog karcinoma debelog crijeva) galaktooligosaharidima i fruktooligosaharidima pokazuju njihove učinke na transmembranski transport, razlike u biotransformaciji ksenobiotika i proizvodnju antimikrobnih agensa.
Monosloj Caco-2 stanica vrlo se često koristi u farmaceutskoj industriji kao in vitro model humane crijevne sluznice za predviđanje apsorpcije lijekova koji su primijenjeni oralno. Komercijalno dostupni galaktooligosaharidi obično sadrže ostatke laktoze, glukoze i galaktoze, a fruktooligosaharidi ostatke saharoze, fruktoze i glukoze.
U in vivo ispitivanjima pokazalo se kako uzimanje GOS-a u obliku dodatka prehrani povećava apsorpciju željeza iz praška s mikronutrijentima u dojenčadi. Također, pokazano je i kako uzimanje ovog dodatka prehrani smanjuje probavnu disfunkciju uzrokovanu stresom i trajanje simptoma prehlade ili gripe u kontroliranim ispitivanjima provedenim na zdravim studentima. Međutim, rezultati jednog istraživanja pokazali su kako kratkotrajni unos prebiotika GOS-a FOS-a u visokoj dozi štetno djeluje na metabolizam glukoze, unatoč povećanom broju bifidobakterija u fekalnoj mikrobioti.
U ovoj studiji znanstvenici su nastojali ispitati učinak GOS i FOS prebiotika na integritet Caco-2 monoslojeva. Kako bi uzeli u obzir prisutnost monosaharida i disaharida sadržanih u ispitivanim prebioticima, osmislili su kontrolni tretman za GOS. To je postignuto uključivanjem galaktoze (0,03%), glukoze (0,4%) i laktoze (0,2%) u kontrolni tretman za GOS, i uključivanjem fruktoze (0,06%), glukoze (0,004%) i saharoze (0,04%) u kontrolni tretman za FOS.
Humane stanice Caco-2 uzgajane su kao monosloj te su bile izložene potpornoj terapiji tijekom 24 sata. Svi mediji za uzgoj kulture stanica korišteni u ispitivanju nisu sadržavali serum niti antibiotike kako bi se uklonili bilo kakvi utjecaji vanjskih molekula, proteina ili hormona.
Rezultati su otkrili kako je u usporedbi sa stanicama izloženim kontrolnom tretmanu, potporna terapija Caco-2 staničnih monoslojeva prebiotikom koji sadrži GOS uzrokovalo značajno povećanje (33,62%) transepitelnog električnog otpora (TEER), pokazatelja barijernih svojstava epitela koji se zasniva na mjerenju električnog otpora kroz tkivo.
Slično tome, potporna terapija prebiotikom koji sadrži FOS također je rezultirao porastom transepitelnog električnog otpora za 28,68%, u usporedbi sa stanicama izloženim izloženim kontrolnom tretmanu, što ukazuje na poboljšanje integriteta monosloja pod utjecajem tretmana oligosaharidima.
Nadalje, istražena je raspodjela diferencijalno eksprimiranih gena nakon izlaganja GOS i FOS prebioticima, a rezultati su pokazali kako je broj gena koji su modulirani FOS-om ograničen u usporedbi s GOS-om. Nakon izlaganja GOS prebioticima, tim znanstvenika otkrio je 89 gena koji su bili diferencijalno eksprimirani s obzirom na kriterije, od kojih su 53 bila pozitivno regulirana, a 36 negativno regulirana u usporedbi sa stanicama koje su bile izložene kontrolnom tretmanu. Nakon izlaganja FOS prebioticima, ukupan broj gena koji ispunjavaju kriterije za diferencijalnu ekspresiju bio je ograničen na njih 12, od kojih je 8 gena bilo pozitivno regulirano i 4 negativno regulirano.
Prema mišljenju istraživačkog tima, povezanost izlaganja FOS prebioticima s 12 diferencijalno eksprimiranih gena mogla je rezultirati kompozicijskim promjenama u membranskim sterolima i fosfolipidima. Nastale promjene utječu na fizička svojstva stanične membrane, mijenjajući njenu krutost, što dovodi do stabilizacije ili poremećaja funkcije membrane.
Na sličan način, prikupljeni podaci o povezanosti tretmana GOS prebioticima i 53 pozitivno reguliranih gena podržavaju pretpostavku kako su galaktooligosaharidi izazvali energetski ovisan transmembranski transport otopljenih tvari u Caco-2 staničnim monoslojevima. To je bilo popraćeno remodeliranjem kolagena i citoplazmatskih membrana, što je moglo biti povezano s primijećenim porastom TEER-a.
Pozitivna regulacija potaknuta GOS prebioticima također je primijećena za gen SERPINA5 koji kodira za inhibitor proteina C (PCI), inhibitora serinske proteaze koji se nalazi u krvnoj plazmi i urinu. Kao antimikrobno sredstvo, PCI može poremetiti stanični zid bakterija i prouzročiti njihovu smrt interakcijom s lipidnim dvoslojem, što dovodi do propusnosti bakterijskih patogena. Inhibitor proteina C također inhibira proteaze sustava zgrušavanja krvi i fibrinolize, dok u stanicama karcinoma suzbija invaziju tumora inhibirajući urokinazni tip aktivatora plazminogena te inhibira rast tumora i metastaza, koji su neovisni o aktivnosti inhibicije proteaze.
Izvor: Nutrients
