ОРС с добавлением изолейцина у детей с диареей

Во всем мире диарея по-прежнему является причиной от 1,6 до 2,5 миллионов смертей ежегодно, а дети в развивающихся странах переносят в среднем 3 эпизода диареи в год. Несмотря на снижение смертности от диареи, она остается ведущей причиной детской заболеваемости и смертности [1]. Профилактика обезвоживания с использованием подходящих жидкостей домашнего приготовления или раствора ОРС и коррекция обезвоживания с помощью раствора ОРС или внутривенного введения жидкости по показаниям с последующим поддержанием гидратации с помощью раствора ОРС, наряду с продолжением обычного питания, включая грудное вскармливание, являются наиболее важными элементами лечения острого диарея. Антимикробная терапия рекомендуется при лечении нескольких специфических этиологических диарей, таких как тяжелая холера, шигеллез, инвазивный кишечный амебиаз и симптоматический лямблиоз. Стоимость терапии и, что более важно, появление резистентных патогенов являются основными проблемами противомикробной терапии диареи, как и других бактериальных инфекций.

ОРС играет важную роль в лечении диарейных заболеваний; однако он не уменьшает ни тяжесть, ни продолжительность диареи, ее основных ограничений. Продолжаются усилия по преодолению этих ограничений путем разработки новых составов и механизмов доставки, т.е.

1. Изменение/замена подложек (например, добавление аланина или глицина к глюкозе или замена глюкозы мультидекстрином и рисовой мукой)
2. Снижение концентрации глюкозы и натрия и, следовательно, осмолярности раствора ОРС.

Аланин/глицин и рисовая мука, содержащие ОРС, продемонстрировали некоторое снижение дефекации [2-5]. Однако ни один из препаратов, разработанных и испытанных до настоящего времени, не продемонстрировал положительного влияния на продолжительность диареи. Аналогичным образом, сниженная осмолярность ОРС оказывает некоторое положительное влияние на уменьшение дефекации и рвоты, а также на уменьшение неэффективности ОРТ в основном у детей с нехолерной диареей, но не оказывает никакого влияния на продолжительность диареи [6]. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Детский фонд Организации Объединенных Наций (ЮНИСЕФ) недавно рекомендовали рутинное использование ОРС с пониженной осмолярностью при лечении диарейных заболеваний [7]; однако есть возможности для дальнейшего повышения его эффективности.

Антимикробные пептиды и врожденный иммунитет

Антимикробные пептиды представляют собой важный компонент врожденной иммунной защиты организмов, начиная от растений и заканчивая насекомыми и людьми. Это поверхностно-активные агенты широкого спектра действия, которые убивают микробы, образуя поры в их мембранах. Большинство из них обладают широким спектром действия против бактерий, вирусов и грибков. У млекопитающих описано два основных класса антимикробных пептидов — дефенсины и кателицидины (LL-37). Дефенсины представляют собой подкласс антимикробных пептидов, и у млекопитающих они присутствуют в гранулах нейтрофилов, где они необходимы для неокислительного уничтожения фагоцитированных микробов [8]. В настоящее время хорошо установлено, что дефензины также продуцируются практически на всех эпителиальных поверхностях млекопитающих, включая кожу, дыхательные пути, кишечник и мочеполовые пути [9, 10]. Экспрессия некоторых эпителиальных дефензинов является конститутивной и способствует невоспалительному противомикробному барьеру на поверхности эпителия. Другие дефензины индуцируемы и сильно экспрессируются в местах воспаления или инфекции [9, 11, 12]. Нарушение функций дефензина повышает восприимчивость к инфекции дыхательных путей при муковисцидозе [13] и усилению сальмонеллезной инфекции в кишечном тракте мышей [14]. В дополнение к своей прямой антимикробной активности бета-дефензины являются хемотаксическими для Т-клеток памяти и дендритных клеток, что позволяет предположить, что они играют важную роль в интеграции врожденных и приобретенных иммунных ответов [15].

Молекулярные механизмы, лежащие в основе индукции эпителиальных дефензинов, остаются в значительной степени неизученными. Рецепторы распознавания образов [16], вероятно, играют критическую роль в этом процессе, как было показано в CD-14-опосредованной индукции бета-дефенсинов бактериальным липополисахаридом [17]. Цельные убитые нагреванием бактерии и грибы индуцируют бета-дефенсины-2 человека в кератиноцитах человека, но молекулярная основа этого ответа не понятна [11]. Воспалительные цитокины, такие как фактор некроза опухоли альфа (ФНО) и ИЛ-10, также индуцируют бета-дефенсины [18, 19]. Поскольку фармакологическая индукция дефензинов на эпителиальных барьерах может иметь терапевтическое значение, давно ведутся поиски новых молекул, которые могли бы индуцировать продукцию эпителиальных дефенсинов, оцениваемую с помощью клеточных анализов. Недавно было обнаружено, что L-изолейцин и его аналоги являются высокоспецифичными индукторами бета-дефензина в эпителиальных клетках [20]. Также было замечено, что когда изолейцин вводят животным (курицам), кишечная флора смещается в сторону пробиотических видов, он стимулирует клетки Панета к секреции противомикробных пептидов в тканях кишечника человека и вызывает изменение кишечной флоры, приводящее к увеличению количества лактобацилл. (Рукопись, Ashida T&M Zasloff et al) в лечении пациентов с болезнью Крона.

Приведенные выше наблюдения предполагают потенциальную роль L-изолейцина в лечении инфекций слизистых тканей, в том числе желудочно-кишечного тракта.

Антимикробные пептиды при шигеллезных инфекциях

В 2001 году исследователи из ICDDRB и Каролинского института (BA) сообщили в журнале Nature Medicine о понижающей регуляции LL-37 и человеческого бета-дефенсина-1 (HBD-1) в эпителиальных клетках при диарее, вызванной Shigella dysenteriae типа I и другими кишечными инфекциями. бактерии [21]. Эта понижающая регуляция может быть воспроизведена in vitro с использованием клеточных линий U937, происходящих из моноцитов, и HT-29, происходящих из эпителия толстой кишки, при инфицировании Shigella или плазмидной ДНК, полученной из Shigella. Понижающая регуляция может быть важным механизмом иммунного ускользания для патогенов, позволяющим избегать мощных эффекторных молекул слизистой оболочки, таких как антимикробные пептиды. Поскольку антимикробные факторы пропитывают поверхности слизистых оболочек, вполне возможно, что патогенные бактерии подавляют передовую защиту человека как часть их инвазивного процесса. Таким образом, новый подход будет заключаться в том, чтобы заблокировать это подавление или применить терапевтический подход для повышения выработки эндогенных противомикробных препаратов. Недавние исследования показали, что жирные кислоты с короткой цепью (SCFA) могут повышать экспрессию LL-37 в эпителиальных клетках толстой кишки, и среди них бутират натрия был лучшим индуктором [22, 23]. Более того, бутират индуцирует дифференцировку клеток толстой кишки, которая, как сообщается, является ключевой детерминантой экспрессии LL-37 в эпителии толстой кишки человека [22]. Однако было показано, что в повышающей регуляции LL-37 с помощью бутирата участвуют пути, отличные от тех, которые участвуют в клеточной дифференцировке [23]. Бутират производится в толстой кишке путем ферментации пищевых волокон. Таким образом, существует связь между нормальной кишечной флорой и экспрессией эндогенных антибиотиков. Кроме того, было показано, что SCFAs, включая бутират, уменьшают клинические симптомы и изменяют микробиологические и патологические особенности экспериментальных инфекций Shigella на моделях кроликов [24]. Таким образом, возможна взаимосвязь между тяжестью инфекций, вызываемых шигеллами, и уровнями антимикробных пептидов в слизистой оболочке. Пероральное введение бутирата натрия кроликам, инфицированным Shigella, показало активацию CAP-18 (кроличий гомолог LL-37) в эпителиальных клетках толстой кишки с сопутствующим снижением количества шигелл в стуле и клиническим выздоровлением (Raqib et al., рукопись принята ). Предотвращение подавления или усиление экспрессии противомикробных пептидов может обеспечить альтернативное лечение для защиты людей и животных от бактериальных патогенов. Эти исследования могут послужить основой для терапевтических манипуляций с эндогенными противомикробными пептидами, включая экспрессию LL-37 in vivo с использованием пищевых веществ или бутирата для укрепления эпителиального защитного барьера. Поэтому мы инициировали клиническое исследование в ICDDRB для оценки эффективности масляной клизмы при лечении шигеллеза.

Было показано, что бутират индуцирует антимикробные пептиды в толстой кишке; Однако; его нельзя вводить перорально как таковое. Кроме того, большинство острых диарейных заболеваний вызвано инфекцией тонкой кишки. Изолейцин, незаменимая аминокислота, может быть разумной альтернативой для усиления секреции противомикробных пептидов из клеток Панета и других защитных молекул из верхних отделов тонкой кишки (Рукопись, Ashida T&M Zasloff et al). Это может помочь избавиться от патогенов, изменить кишечную флору к более «нормальному» распределению комменсальных видов и улучшить выздоровление от инфекционной диареи. Таким образом, мы предполагаем, что использование раствора ПРС с добавлением L-изолейцина будет индуцировать антимикробные пептиды и способствовать клиническому выздоровлению детей с острой водянистой диареей.