Пищевые красители вызывают колит у мышей с нарушениями экспрессии цитокина

Широко распространенные пищевые красители Красный очаровательный АС (E129) и Желтый «солнечный закат» (E110) метаболизируются кишечными бактериями до 1-амино-2-нафтол-6-сульфоната натрия. Это соединение не вредит здоровью обычных мышей, но вызывает колит у генетически модифицированных мышей, оверэкспрессирующих цитокин IL-23.

Credit:

Alla Ordatii | 123rf.com

Ученые из Медицинской школы Икана медицинского комплекса Маунт-Синай (Нью-Йорк) показали, что искусственные пищевые красители могут вызывать проблемы с пищеварением у мышей. Это открытие было сделано случайно, когда они изучали влияние провоспалительных цитокинов на развитие колита.

Исследование проводилось на трансгенной линии мышей, оверэкспрессирующих IL-23 после индукции тамоксифеном. Чтобы индуцировать экспрессию интерлейкина, мышей переводят с обычного корма на корм, содержащий тамоксифен. В этот корм добавляют пищевой краситель Красный очаровательный АС (E129), чтобы персонал не спутал его с обычным.

Ученые создали эту линию трансгенных мышей, чтобы исследовать влияние IL-23 на патогенез колита. Колит — воспалительное заболевание кишечника; известно, что нарушение регуляции уровня цитокина IL-23 способствуют развитию колита у людей. Лекарства, блокирующие его функцию, уже применяются в клинике.

Однако сначала исследования на мышах были безуспешными. При использовании лабораторного корма с тамоксифеном, но без красного красителя у мышей проблем с пищеварением не наблюдалось. Когда корм поменяли, у ученых получилось вызвать у мышей колит, гистологически похожий на колит у людей. После публикации первой статьи исследователи начали проверять, какой именно компонент нового корма мог вызвать болезнь. Они сравнили отдельно водорастворимую и спирторастворимую фракцию и поняли, что колит вызывает только водорастворимая. Так как в ней оказался весь пищевой краситель, они выдвинули гипотезу о том, что именно он является причиной.

Это казалось странным, ведь множество доклинических и клинических исследований показало, что пищевая добавка E129 безопасна и нетоксична. Более того, в ходе дополнительных экспериментов выяснилось, что если мышей сначала долгое время кормить этим красителем, а уже потом дать корм, содержащий и тамоксифен, и краситель, то, несмотря на повышение уровня интерлейкина 23 в крови, краситель не вызовет колит.

Исследования на T-клетках показали, что длительная экспозиция с красителем приводит к толерантности, опосредованной регуляторными T-клетками, но повышенная экспрессия IL-23 (как в случае индукции экспрессии кормом) препятствует развитию толерантности к этому соединению. Блокирование интерферона гамма предотвращало развитие колита, но подавление других цитокинов — IL-17A, IL-17F, TNF-a и IL-22 — нет.

Чтобы понять роль кишечной микробиоты в этом процессе, ученые давали мышам антибиотики, затем исследовали с помощью секвенирования состав их микробиоты и определяли, наличие каких бактерий ассоциировано с возникновением колита. Далее они подсаживали стерильным мышам отдельные виды бактерий и наблюдали за эффектами. Выяснилось, что за негативное действие красителя ответственны два вида бактерий, B. ovatus и E. faecalis. Ученые обнаружили, что эти бактерии метаболизируют красный краситель до 1-амино-2-нафтол-6-сульфоната натрия, и именно он вызывает колит на фоне оверэкспрессии IL-23.

Другой краситель, Желтый «солнечный закат» (E110), по химическому строению сходен с Красным очаровательным и может метаболизироваться до того же соединения, 1-амино-2-нафтол-6-сульфоната натрия.. Чтобы подтвердить исключительную роль метаболитов красителей в патогенезе колита на фоне оверэкспрессии IL-23, исследователи проверили, будет ли вызвать колит и второй краситель. Результаты удалось воспроизвести и на E110, который также прошел многочисленные доклинические и клинические испытания и ранее считался безопасным.

Таким образом, дисрегуляция экспрессия цитокина IL-23 в сочетании с воздействием Красного очаровательного АС способствуют развитию колита у мышей. Эти результаты имеют медицинское значение, поскольку известно, что IL-23 вовлечен в развитие воспалительных заболеваний кишечника, а потребление пищевых красителей широко распространено.

Источник

He, Z, et al. // Food colorants metabolized by commensal bacteria promote colitis in mice with dysregulated expression of interleukin-23 // Cell Metabolism, published:May 13, 2021, DOI: 10.1016/j.cmet.2021.04.015

Добавить в избранное

Вам будет интересно