които живеят

Кенет Витвер

Търсете този автор в:

В средата на XIX век немският философ Лудвиг Фойербах прави рецензия на монография за влиянието на хранителните химикали върху състава и функциите на организма. В своето есе той твърди, че храната влияе дори на познанието, измисляйки фразата: „ти си това, което ядеш“. За да промените света, дайте на хората по-добра храна, каза той.

Оттогава изследването на храненето значително напредва. Как тялото извлича молекулни градивни елементи и енергия от храната е добре разбрано. Но може ли храната да бъде нещо повече от гориво? През 2012 г. статия предлага точно това: диетичен компонент, който взаимодейства с генетичния код.

Авторите на изследването 1 съобщават, че къси молекули РНК, наречени микроРНК (miRNA) от ориз, се натрупват в тъканите и регулират важен чернодробен ензим. Тази регулация беше толкова ефективна, че, изненадващо, растителната диета изглежда значително повиши нивата на циркулиращия холестерол при мишки. Този и други доклади от същата група за хранителни РНК-съдържащи частици, включително извънклетъчни везикули (EV), генерират значително вълнение.

Но въпреки многобройните проучвания за репликация и анализ, не е наблюдавано малко или никакво системно усвояване на хранителната РНК. Вярно възпроизвеждане на първоначалните експерименти, но сравняването на мишки, на които се дава хранително балансирана диета, базирана на ориз, с животни, хранени само с ориз, показа, че констатацията на холестерола не е резултат от трансфер на miRNA, а по-скоро реакция на глад при недостатъчна хранителна оризова диета . В проучване през тази година при крави изследователите установяват, че по време на 24-часовия прозорец след раждането телетата могат да абсорбират антитела от майчиното мляко, протеини и липидни мембрани, прехвърлени лесно в кръвообращението - но РНК не 3 .

Системният трансфер, който включва молекули, пресичащи множество бариери в тялото, не е единственият начин, по който диетичната РНК може да повлияе на здравето, освен да служи като гориво 4. Хранителните носители на РНК имат достъп до епителните и имуно-надзорните клетки на храносмилателния тракт. Те вероятно също взаимодействат с разнообразните видове от общността на микроорганизмите, които живеят в червата.

Такива взаимодействия могат да бъдат използвани за доставяне на терапевтични малки нишки на РНК за борба със специфични здравословни условия. Ранните доказателства за трансфера на РНК от един организъм в друг идват от констатацията, че бактериите, дадени орално, могат да прехвърлят терапевтична РНК към човешки колоректални ракови клетки, трансплантирани в мишки 5. Бактериите не се нуждаят от репликация, за да имат тези ефекти, така че бактериалните електромобили могат да бъдат по-безопасна и мащабируема алтернатива на живите организми. И бактериалните везикули не са единствените възможни транспортни средства. Всъщност хранителните растения, смесени и разбити на наночастици, които приличат на EV, биха могли да доставят РНК и лекарства с малки молекули до епителните клетки 6. Стратегиите за доставка на РНК, базирани на храни, вероятно ще бъдат с много нисък риск, тъй като няма доказателства, че диетичната РНК е вредна.

Частиците, произведени от тези растителни „смутита“, могат да повлияят на чревния микробиом - точно както е доказано, че ЕП на гостоприемника - и РНК могат да играят роля в това явление. Тъй като здравето на микробиома вече е признат фактор при състояния като рак и невродегенеративно заболяване, ефектите от хранителните РНК и EV трябва да се изследват по-интензивно. Теоретично, диетичната РНК, открита в храните или в конструираните РНК добавки, може да отслаби или елиминира патогените чрез насочване към основни генетични елементи. Може да се използва и за фина настройка на баланса на микробите в червата, тъй като различните молекули на РНК оказват различни ефекти в различните популации на чревни микроби.

В своето есе Фойербах смята, че въстанието на германския народ се е провалило, защото са яли твърде много картофи. Диета, по-богата на боб, смята той, би довела до политически промени. Такова схващане сега изглежда старомодно и засилването на политическата активност на човек чрез диетична микроРНК е измислена идея.

Независимо от това, има изобилие от възможности за изследване дали хранителната РНК се доставя до клетките на храносмилателния тракт и микробите, които живеят там. Но тези изследвания трябва да включват подходящ контрол, за да се определи дали диетичната извънклетъчна РНК е предимно източник на хранене под формата на молекулни градивни блокове или дали специфични РНК последователности се прехвърлят в микробни или гостоприемни чревни клетки, където те регулират други нуклеинови киселини.

Ако последното е вярно, изследователите ще трябва да определят дали естествената диетична РНК е терапевтично ефективна или е необходимо да се въведат везикули, натоварени с естествена или синтетична РНК. По същия начин, може ли „смути“ или дори необработена храна да достави РНК, или трябва да се отделят и концентрират EV-подобни частици от тези източници?

И накрая, механизмите на доставяне и използването на РНК в реципиентната клетка трябва да бъдат разгадани. Знаейки точно как РНК се възприема и включва в регулаторните комплекси, ще позволи на изследователите да използват и подобрят тези пътища. Въпреки че не е възможно да се предскаже как ще се получат тези експерименти, констатациите могат да доведат до използването на специфични храни и методи за обработка като терапия или до подобряване на здравето на червата.

В зависимост от резултата идеите на Фойербах може да се окажат верни на молекулярно ниво, което той не би могъл да очаква.

Природата 582, S9 (2020)

Тази статия е част от Nature Outlook: Извънклетъчна РНК, редакционно независима добавка, произведена с финансовата подкрепа на трети страни. Относно това съдържание.

Актуализации и корекции

Оттегляне 23 юли 2020 г.: Тази статия е оттеглена по искане на автора. Спонсорството и пълният обхват на добавката не му бяха изяснени по време на редактирането. Редакционните насоки и процеси на Nature Outlooks се преразглеждат в светлината на това. Благодарни сме на автора, че ни обърна внимание на това.

Препратки

Zhang, L. и др. Резолюция на клетката. 22., 107–126 (2012).

Дикинсън, Б. и др. Природа Биотехнол. 31, 965–967 (2013).

Kirchner, B., Buschmann, D., Paul, V. & Pfaffl, M. W. PLOS ONE 15, e0229606 (2020).

Cai, Q., He, B., Weiberg, A., Buck, A. H. & Jin, H. PLoS Pathog. 15, e1008090 (2019).

Xiang, S., Fruehauf, J. & Li, C. J. Природа Биотехнол. 24, 697–702 (2006).

Zhang, М., Wang, X., Han, M. K., Collins, J. F. & Merlin, D. и др. Наномедицин 12, 1927–1943 (2017).