Berberyna: obiecujący środek w łagodzeniu encefalopatii cukrzycowej poprzez modulację mikrobioty jelitowej
Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Engineering rzucają nowe światło na potencjalne zastosowanie berberyny (BBR), naturalnego związku wywodzącego się z tradycyjnej medycyny chińskiej, w leczeniu encefalopatii cukrzycowej (DE). Zespół naukowców z State Key Laboratory of Bioactive Substance and Function of Natural Medicines przy Chińskiej Akademii Nauk Medycznych oraz Peking Union Medical College wykazał, że berberyna może znacząco poprawiać funkcje poznawcze i chronić naczynia mózgowe u myszy z encefalopatią cukrzycową typu 2 poprzez wpływ na mikrobiotę jelitową.
Encefalopatia cukrzycowa jest schorzeniem związanym z przewlekłą hiperglikemią, prowadzącą do zaburzeń poznawczych i zwiększonego ryzyka rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera. Jej patogeneza jest wieloczynnikowa i obejmuje m.in. zapalenie naczyń mózgowych nasilane przez aktywację szlaków zapalnych, takich jak receptor Toll-podobny 4 (TLR-4) oraz czynnik transkrypcyjny NF-κB. Badacze postanowili sprawdzić, czy berberyna, oddziałując na mikrobiotę jelitową, może ograniczyć te procesy.
Do doświadczeń wykorzystano model myszy KK-Ay z encefalopatią cukrzycową typu 2 (2DEK). Zwierzęta podzielono na grupy: kontrolną, leczoną niską dawką BBR (100 mg/kg/dzień) oraz wysoką dawką (200 mg/kg/dzień). Po dziesięciu tygodniach terapii przeprowadzono testy pamięci i uczenia się (m.in. rozpoznawanie nowego obiektu, test zejścia z podestu). Wyniki pokazały, że berberyna wyraźnie poprawiła zdolności poznawcze, szczególnie w grupie wysokiej dawki.
Obrazowanie wysokiej rozdzielczości z wykorzystaniem fluorescencyjnej tomografii mikroskopowej (fMOST) wykazało, że berberyna poprawia integralność naczyń mózgowych. W korze asocjacyjnej ciemieniowej (PtA) oraz w obszarach hipokampa (CA1 i CA3) obserwowano zwiększoną średnicę naczyń, większą gęstość długości naczyń i wyższy całkowity ich wolumen. Wyniki sugerują, że BBR chroni naczynia przed uszkodzeniami wywołanymi hiperglikemią.
Mechanistyczne analizy ujawniły, że BBR hamuje produkcję δ-walerobetainy (δ-VB), metabolitu powstającego w jelitach, który może przekraczać barierę krew–mózg i aktywować szlak TLR-4/MyD88/NF-κB w komórkach śródbłonka naczyń. Ograniczając poziom δ-VB, berberyna przerywa ten szlak zapalny, chroniąc w ten sposób naczynia i poprawiając funkcję mózgu.
Dodatkowym potwierdzeniem roli mikrobioty jelitowej był eksperyment z przeszczepem mikrobioty kałowej (FMT) od myszy leczonych BBR. Otrzymujące taki przeszczep gryzonie wykazywały poprawę funkcji poznawczych i zmniejszenie stanu zapalnego, analogiczne do efektów bezpośredniego podawania BBR.
Analiza składu mikrobioty ujawniła, że berberyna zwiększała obecność korzystnych bakterii, takich jak Bacteroides i Akkermansia, produkujących krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) o działaniu przeciwzapalnym. Jednocześnie obniżała liczebność patogenów, m.in. Escherichia-Shigella i Klebsiella, powiązanych ze stanem zapalnym.
Badanie dostarcza mocnych dowodów, że berberyna może chronić naczynia mózgowe i łagodzić encefalopatię cukrzycową poprzez modyfikację mikrobioty jelitowej i redukcję szkodliwych metabolitów. Wyniki te podkreślają znaczenie osi jelito–mózg w patogenezie chorób neurologicznych i wskazują na potencjał BBR jako środka terapeutycznego. Konieczne są jednak dalsze badania kliniczne z udziałem pacjentów.
Źródło: Engineering, Berberine Protects Cerebral Vessels and Alleviates Diabetic Encephalopathy by Inhibiting the Production of δ-Valerobetaine in the Gut Microbiota
DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.04.018
