Efectele preventive ale unui produs lactat fermentat împotriva bolii Alzheimer și identificarea unui
Yasuhisa Ano
1 Laboratoare centrale pentru tehnologii cheie, Kirin Company Ltd., 1–13–5 Fukuura Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, 236–0004, Japonia,
Makiko Ozawa
2 Școala Absolventă de Științe Agricole și a Vieții, Universitatea din Tokyo, 1–1–1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo, 113–8657, Japonia,
Toshiko Kutsukake
1 Laboratoare centrale pentru tehnologii cheie, Kirin Company Ltd., 1–13–5 Fukuura Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, 236–0004, Japonia,
Shinya Sugiyama
3 Koiwai Dairy Products Co., Ltd., 36-1 Maruyachi, Shizukuishi-cho, Iwate, 020-0507, Japonia,
Kazuyuki Uchida
2 Școala Absolventă de Științe Agricole și a Vieții, Universitatea din Tokyo, 1–1–1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo, 113–8657, Japonia,
Aruto Yoshida
1 Laboratoare centrale pentru tehnologii cheie, Kirin Company Ltd., 1–13–5 Fukuura Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, 236–0004, Japonia,
Hiroyuki Nakayama
2 Școala Absolventă de Științe Agricole și a Vieții, Universitatea din Tokyo, 1–1–1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo, 113–8657, Japonia,
Conceput și proiectat experimentele: YA KU AY HN. A efectuat experimentele: YA MO TK. Am analizat datele: YA MO TK. Reactivi/materiale/instrumente de analiză contribuite: SS. Am scris lucrarea: YA HN.
Date asociate
Toate datele relevante se găsesc în lucrare.
Abstract
Introducere
Odată cu creșterea rapidă a populațiilor în vârstă din întreaga lume, declinul cognitiv și demența devin o povară în creștere nu numai pentru pacienți și familiile lor, ci și pentru sistemele naționale de sănătate. Boala Alzheimer este o tulburare cerebrală progresivă ireversibilă, ale cărei simptome includ pierderea memoriei, confuzie, judecată afectată și pierderea abilităților lingvistice, iar numărul persoanelor afectate crește brusc. Deoarece funcția cognitivă scade în conformitate cu o acumulare de amiloid β (Aβ) în creier, depunerea de Aβ este o parte crucială a patologiei [1].
Studii patologice și imunologice recente au arătat că inflamația cronică după depunerea de Aβ în creier este strâns asociată cu patologia bolii Alzheimer [2-4]. Microglia joacă roluri imunologice unice, inclusiv îndepărtarea celulelor și a deșeurilor apoptotice, cum ar fi Aβ prin fagocitoză, precum și apărarea gazdei împotriva infecției cu virusuri în sistemul nervos central [5-6]. Cu toate acestea, în creierul Alzheimer, microglia se infiltrează în regiunea din jurul plăcilor Aβ, se activează excesiv și produce cantități mari de citokine și chemokine inflamatorii, cum ar fi factorul de necroză tumorală-α (TNF-α), proteina inflamatorie a macrofagelor-1α (MIP) -1α), oxigenul reactiv (ROS) și oxidul azotic (NO) [7-9]. Aceste produse, generate cronic de microglie, după depunerea Aβ, sunt toxice pentru neuroni și provoacă moartea celulelor neuronale [7, 10-11].
Numeroase rapoarte sugerează că controlul activităților microgliale este eficient în prevenirea și vindecarea bolii Alzheimer și a declinului cognitiv [12-14]. Studiile epidemiologice sugerează că utilizarea prelungită a antiinflamatoarelor nesteroidiene (AINS), inclusiv medicamentul obișnuit cu ibuprofen, reduce semnificativ riscul bolii Alzheimer [15-16]. În concordanță cu cercetările epidemiologice, sa constatat că tratamentul cronic cu ibuprofen suprimă în mod semnificativ inflamația microglială și dezvoltarea patologiei Aβ la un șoarece model transgenic al bolii Alzheimer [17]. Cu toate acestea, efectele secundare la nivelul tractului gastro-intestinal, ficat și rinichi cauzate de inhibarea ciclooxigenazei I exclud utilizarea pe scară largă a AINS în prevenirea bolii. Prin urmare, tratamentele alternative la boala Alzheimer și la declinul cognitiv trebuie explorate și, ca urmare, abordările preventive bazate pe dietă, exerciții fizice și învățare atrag atenția din ce în ce mai mult.
Mai multe studii epidemiologice recente sugerează că consumul de produse lactate fermentate poate reduce riscul declinului cognitiv la vârstnici și poate preveni demența, inclusiv boala Alzheimer [18-20]. Cu toate acestea, mecanismul de bază și compușii activi rămân a fi elucidați.
În prezentul studiu, efectele preventive ale produselor lactate fermentate au fost evaluate utilizând un model transgenic de șoareci al bolii Alzheimer, cu un accent special pe activitățile microgliale. În plus, după evaluarea animalelor, compușii din produsele lactate au fost selectați pentru a identifica componentele capabile să mărească fagocitoza A beta microgliană și activitatea antiinflamatoare.
Materiale și metode
Animale
Șoarecii gravizi C57BL/6J, șoarecii masculi C57BL/6J de 8 săptămâni și șoarecii masculi CD-1 de 6 săptămâni au fost cumpărați de la Charles River Japonia (Tokyo, Japonia). Șoarecii model de boală Alzheimer, șoarecii B6SJL-Tg (APPSwFlLon, PSEN1 * M146L * L286V, http://jaxmice.jax.org/strain/006554.html, [21]) au fost cumpărați de la Jackson Laboratory (CA, SUA). Șoarecii sub 3 luni au fost hrăniți cu o dietă standard de creștere a rozătoarelor purificată (AIN-93G, drojdie orientală, Tokyo, Japonia), iar cei peste 3 luni cu o dietă de întreținere (AIN-93M, drojdie orientală).
Șoarecii B6SJL-Tg au fost întreținuți în instalația experimentală de la Universitatea din Tokyo, iar experimentele au fost aprobate de Comitetul de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea din Tokyo și efectuate în strictă conformitate cu liniile directoare ale acestora. Șoarecii gravizi C57BL/6J, șoarecii C57BL/6J în vârstă de 8 săptămâni și șoarecii CD-1 în vârstă de 6 săptămâni au fost menținuți în Kirin Company Ltd, iar experimentele au fost aprobate de Comitetul de Experimentare Animală al Kirin Company Ltd și efectuate respectarea strictă a orientărilor lor. S-au făcut toate eforturile pentru a minimiza suferința.
Pregătirea probei de produs lactat fermentat cu Penicillium candidum
Produsele lactate fermentate cu peniciliu (P.) (brânză camembert) au fost preparate conform unei proceduri generale de fabricație. Pe scurt, laptele sterilizat a fost fermentat cu Lactococcus lactis pentru a reduce pH-ul și tratat cu cheag de vițel. Cașul agregat a fost fermentat de P. candidum. Produsele fermentate au fost apoi liofilizate și delipidate cu n-hexan (Wako, Tokyo, Japonia) pentru a îndepărta trigliceridele. Compoziția nutritivă a probelor extrase a fost calculată de Laboratoarele Japoneze de Cercetare Alimentară (Tokyo, Japonia).