Метаболіти-кандидати при енцефалопатії, асоційованій із сепсисом: мережевий аналіз і валідація гліцитеїну in vitro

Енцефалопатія, асоційована із сепсисом, є тяжким неврологічним ускладненням сепсису. Одним із ключових механізмів її розвитку вважають ураження цереброваскулярного ендотелію.

У цьому процесі можуть брати участь запальні реакції, пов’язані з метаболітами кишкової мікробіоти. Однак конкретні метаболіти-кандидати та сигнальні шляхи, через які вони можуть впливати на ендотелій судин головного мозку, залишаються недостатньо вивченими.

Метою роботи було виявити потенційні метаболіти, пов’язані з енцефалопатією, асоційованою із сепсисом, за допомогою мережевої фармакології та провести попередню валідацію одного з кандидатів in vitro. Особливу увагу дослідники приділили взаємозв’язку між кишковою мікробіотою, її метаболітами, молекулярними мішенями та запальними сигнальними шляхами.

Як проводили дослідження

Дослідники побудували мережу «мікробіота — субстрат — метаболіт — мішень — сигнальний шлях». Для цього інтегрували бази даних метаболітів, ресурси прогнозування молекулярних мішеней та бази генів, пов’язаних з енцефалопатією при сепсисі.

Метаболіти-кандидати відбирали за допомогою аналізу білок-білкових взаємодій, функціонального збагачення, оцінки лікоподібності, токсикологічного скринінгу та молекулярного докінгу.

Для попередньої експериментальної перевірки обрали гліцитеїн. Його досліджували на моделі пошкодження мікросудинних ендотеліальних клітин мозку людини hCMEC/D3, індукованого ліпополісахаридом LPS.

Оцінювали життєздатність клітин, міграцію, формування трубочок, вивільнення запальних факторів, рівні внутрішньоклітинних активних форм кисню та експресію молекул, пов’язаних із сигнальним шляхом NF-κB.

Основні результати

Загалом було виявлено 206 метаболітів, пов’язаних із кишковою мікробіотою, та 1518 потенційних мішеней.

Мережевий аналіз визначив 20 ключових мішеней, пов’язаних з енцефалопатією при сепсисі. Аналіз білок-білкових взаємодій вказав на TNF, IL6, CXCL8, NFKB1 та TLR4 як центральні вузли.

Аналіз KEGG показав збагачення сигнальних шляхів Toll-подібних рецепторів, NOD-подібних рецепторів та NF-κB. Після інтегрованого скринінгу було відібрано 14 кандидатних метаболітів.

У клітинах hCMEC/D3, оброблених LPS, гліцитеїн частково відновлював життєздатність клітин, міграцію та здатність до формування трубочок. Також він був пов’язаний зі зниженням рівнів IL-6 і TNF-α, зменшенням накопичення активних форм кисню та нижчою експресією NFKB1, CXCL8 і IL-6. Крім того, застосування гліцитеїну супроводжувалося зниженням фосфорилювання NF-κB p65 та IκBα, що може вказувати на пригнічення активації запального шляху NF-κB.

Перегляньте запис:

Потенційне значення

Результати свідчать, що метаболіти, пов’язані з кишковою мікробіотою, можуть бути залучені до запального ендотеліального пошкодження при енцефалопатії, асоційованій із сепсисом.

Гліцитеїн у цій моделі був пов’язаний із частковим ослабленням ознак ендотеліального ушкодження, індукованого запаленням. Це створює підґрунтя для подальших механістичних досліджень ролі цього метаболіту та пов’язаних із ним сигнальних шляхів.

Водночас ці результати є попередніми. Дослідження виконане на клітинній моделі in vitro, тому його не можна безпосередньо переносити на клінічне лікування пацієнтів із сепсисом або енцефалопатією.

Висновок

Дослідження визначило групу потенційних метаболітів-кандидатів, пов’язаних з енцефалопатією при сепсисі, за допомогою мережевого аналізу. Попередня валідація показала, що гліцитеїн може бути пов’язаний зі зменшенням запального ендотеліального пошкодження в експериментальній клітинній моделі.

Подальші дослідження мають уточнити механізми дії гліцитеїну, перевірити результати в інших експериментальних моделях і визначити, чи мають ці дані потенційне клінічне значення.

ДЖЕРЕЛО: Pubmed

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.