Глиадините не представят често срещаните недостатъци на синтетичните материали, свързани с наличието на остатъци от мономер или инициатор.
Свързани термини:
- Т клетки
- Пептид
- Човешки левкоцитен антиген
- Имуноглобулин А
- Тъканна трансглутаминаза
- Вложен ген
- Глутен
- Безглутенова диета
- Ечемик
- Ръж
Изтеглете като PDF
За тази страница
Протеинови и пептидни наночастици за доставка на лекарства
3,5 Глиадин
Глиадинът, основният компонент на пшеничния глутен, се състои от едноверижни полипептиди със средно молекулно тегло 25–100 kDa, свързани с вътремолекулни дисулфидни връзки. Терминът глиадин определя група протеини, извлечени от глутен от 70% етанол. Всички фракции имат забележително ниска разтворимост във воден разтвор, освен при екстремно рН (Elzoghby et al., 2012b). Тази ниска разтворимост във вода се дължи на наличието на дисулфидни връзки и на кооперативните хидрофобни взаимодействия, които карат протеиновите вериги да приемат сгъната форма. Аминокиселинният състав показва, че глиадинът има равни количества полярни и неутрални аминокиселини, главно глутамин (около 40%) в допълнение към високото съдържание на пролин (14%). Глиадините не представят често срещаните недостатъци на синтетичните материали, свързани с наличието на остатъци от мономер или инициатор. Като растителни протеини те са признати за безприонни за разлика от животинските протеини (Elzoghby et al., 2012b). Освен това глиадинът може да се придържа към слузния слой на стомаха поради мукоадхезивното си свойство, което е резултат от различни взаимодействия (напр. Водородно свързване, сила на Ван дер Ваалс и механично проникване).
Gliadin NPs преди това са били генерирани за прилагане на лекарства и контролирано освобождаване. Въпреки че глиадиновите частици могат да бъдат синтезирани чрез метода на десолватиране, той има някои ограничения като ниска ефективност на зареждане с лекарство и невъзможност за отделяне на частиците от водната фаза (Xie, Marijnissen, & Wang, 2006). Следователно, натоварените с циклофосфамид NP глиадин бяха успешно приготвени чрез техниката на електроспрей отлагане. Липофилната аминокиселина, един от компонентите на глиадиновия протеин, свързана с циклофосфамид поради хидрофобни взаимодействия. По-висок процент (72,02%) натоварване на лекарството в глиадиновите NPs се дължи на адхезивните свойства на глиадиновите полимери в сравнение с лекарственото натоварване (52,77–64,23%) на композитни NP на глиадин-GEL (Gulfam et al., 2012). Циклофосфамидът постепенно се освобождава от глиадиновите NP за 48 h, докато композитните NP на глиадин-GEL освобождават циклофосфамид бързо. Този резултат предполага, че хидрофобността на глиадиновите NP може да контролира освобождаването на лекарството по контролиран начин. Освен това, клетките на рак на гърдата, култивирани с натоварени с циклофосфамид NP глиадин за 24 часа, стават апоптотични, потвърдено чрез понижаване на регулацията на протеин Bcl-2.
Целиакия ☆
Патогенеза
Глиадините, от разтворима в алкохол фракция на глутен, са протеини за съхранение в пшеница, ечемик и ръж (заедно с други зърна, съдържащи глутен). Всички глиадини имат високо съдържание на глутамин и пролин. Глутенините са неразтворими в алкохол и се различават по своята биохимична структура от глутените. Предполага се, че първоначалната имунна реакция при пациенти с целиакия е фокусирана върху няколко от тези глиадинови пептиди, докато дългогодишният възпалителен отговор може да се определи от глиадинови пептиди, които са дезамидирани или омрежени от тъканната трансглутаминаза. Тези последни пептиди също са по-тясно свързани с HLA-DQ2 и HLA-DQ8 (Gujral et al., 2012).
Катализираните от тъканната трансглутаминаза промени в глиадина не се ограничават до единични видове глиадин. Например, проламините в ечемика и ръжта са известни съответно като хорделин и секалин и те могат да индуцират междинен РНК-медииран интерферон-гама отговор в тънкочревната лигавица на целиакия. Изглежда, че алфа-2-глиадин-33-мер преминава през граничната мембрана на четката на ентероцитите чрез дозозависим механизъм за транслокация и това се засилва допълнително от интерферон-гама, вероятно медииран от забавена ендоцитоза на епидермалния растежен фактор. При активна цьолиакия този имунно-медииран отговор е много сложен и включва много различни медиатори, които все още се изследват. Например, настъпва значително натрупване на специфични Th-1 имунни клетки, което произвежда интерферон-гама. Редица други транскрипционни фактори и други медиатори (напр. Интерлевкин-21) могат да бъдат увеличени при цьолиакия. Интерлевкин-21 е ключов регулатор, присъстващ в активирани CD4 + Т клетки, както и в естествени убийствени Т клетки, а тези клетки от своя страна регулират производството на цитокини от различни Т-клетъчни подмножества.
С генетична чувствителност, глиадин може да взаимодейства с интерентероцитни плътни връзки и да причини тяхното разглобяване. Глиадиновите пептиди могат да се свържат с хемокиновия рецептор, CXCR3. Това индуцира освобождаването на зонулин от областта на стегнатото съединение и води до повишаване на чревната пропускливост. Увеличаването на пропускливостта също е демонстрирано преди появата на клинично очевидна цьолиакия и дори при безглутенова диета тази променена пропускливост на стегнати кръстовища може да не се нормализира напълно (Gujral et al., 2012).
Друг важен централен или наслагван компонент към патогенезата на целиакия може да включва луминалната чревна микрофлора. Предполага се, че тези нормално присъстващи пребиваващи чревни микроби могат да играят критична роля в експресията на заболяването. Като алтернатива се предполага, че някои инфекциозни агенти всъщност са допринесли за шведска детска епидемия от целиакия. Тези инфекциозни агенти обаче не могат да бъдат ограничени до луминалния микробиом, а вместо това до луминалния виром. В неотдавнашен доклад се наблюдава, че реовирусът, обикновено безвреден вирусен агент, предизвиква възпалителни реакции към диетични антигени и развитие на цьолиакия (Bouziat et al., 2017).
АНТИГЛАДИНОВИ АНТИТЕЛИ
NICOLA BIZZARO, ELIO TONUTTI, в Автоантитела (Второ издание), 2007
Патогенетична роля
Цьолиакия
Активиране на вродената имунна система
Глиадин може да активира както вродената имунна система, така и адаптивната имунна система при пациенти с CD. Показано е, че неимунодоминантният пептиден фрагмент на глиадин (аминокиселини номер 31-43) бързо индуцира активирането на вродения имунен отговор при третираната лигавица на целиакия, култивирана in vitro. 13,46 Това води до експресия на епителни молекули на стрес и производство на интерлевкин-15, който наред с други ефекти инхибира имунорегулаторната сигнализация на трансформиращия растежен фактор β (TGF-β). 47 Биологичната основа на стреса, предизвикан от 31-43, все още е неясна. Пептидът може да индуцира тирозин фосфорилиране 48 и актиново пренареждане 48 и да засили EGF рецепторната стимулация. 49 В контекста на активирания вроден имунитет важна роля играе и интерферон-α, произведен от плазмоцитоидни дендритни клетки. 50
Антиглиадин и антидезамидирани глиадин пептидни антитела
Никола Бизаро,. Данило Вилалта, в Автоантитела (трето издание), 2014
Патогенетична роля
Съвсем наскоро се съобщава за друго разстройство, свързано с глутен, при което не участват нито алергичен, нито автоимунен механизъм, и то е определено като нецелиакална чувствителност към глутен (GS). Патогенезата на това разстройство и патогенната роля на глиадин все още не са известни. Някои автори обаче показват нормална чревна пропускливост при пациенти с GS, но значително по-висока експресия на клаудин-4 в сравнение с пациенти с целиакия. Повишаването на регулирането на клаудин-4 е свързано с повишена експресия на тол-подобен рецептор-2 и значително намаляване на Т-регулаторния клетъчен маркер, FoxP3. В допълнение, увеличение на интраепителните α/β лимфоцити, но без увеличаване на свързаната с адаптивния имунитет експресия на гена на лигавицата на червата, включително IL-6, IL-21, IL-17 и интерферон-γ, е установено при GS, което предполага важно роля на вродената имунна система, без никакво участие на адаптивния имунен отговор [6]. IgA- и IgG тип AGA се откриват при около 40-50% от пациентите с GS, но по същия начин при CD те не играят роля в патогенезата на GS.
ПРЕМАХВАНЕ НА ХРАНИТЕ | Откриване
Други приложения
Глиадинът, етанолоразтворимата фракция на глутена, може рутинно да се определя чрез ELISA тестове, но трябва да се вземат някои предпазни мерки, за да се премахне проблемът с неспецифичното свързване. Тези тестове са ценни за наблюдение на законовата граница на зърнени протеини, добавени към храни по икономически или технологични причини, или за да се гарантира липсата на глутен в продукти без глутен.
Заместването на ечемичната мъст с царевица или ориз като по-евтин източник на нишесте в производството на бира се определя чрез двойна дифузия и имуноензимни анализи. Тази замяна е незаконна в някои страни.
Цьолиакия
Ахмад С. Абдулкарим, Джоузеф А. Мъри, в Енциклопедия по гастроентерология, 2004
Антиглиадинови антитела
Глиадините, алкохолноразтворимата фракция на глутена, предизвикват силен хуморален отговор, който произхожда от субмукозата. Имуноглобулини от два подкласа (IgA и IgG) или антиглиадинови антитела (AGA) се произвеждат в тънките черва и се използват като допълнение към диагностиката. Тяхната липса на специфичност при CD и разработването на по-нови тестове не ги правят клинично полезни за специфична диагноза. Те обаче могат да се използват за проследяване на отговора на GFD. Подкласът IgG може да помогне за идентифициране на CD случаи, свързани с дефицит на IgA, при което липсват IgA AGA, IgA антиендомизиални антитела и антитрансглутаминаза.
Целиакия и нейната терапия
Орална ензимна терапия
Глиадинът и другите проламини са частично устойчиви на разграждане от чревните пептидази поради високото си съдържание на пролин и глутамин. Непълното усвояване на тези протеини се случва, тъй като както стомашно-чревните пептидази, така и дипептидил пептидазата IV (DPPIV) и дипептидил карбоксипептидазата I имат слаб афинитет към пептидните връзки, съседни на пролин и глутамин, което води до натрупване на имуногенни 33-mer и 26-мерните олигопептидни фрагменти. 81,82 Детоксикацията на глутен чрез орално приложение на ензими е привлекателна алтернатива на GFD. Глутеназите функционират като ендопептидази със способността да се насочват ефективно към богатите на пролин и глутамин пептидни фрагменти и да ги правят неимуногенни при чувствителни индивиди.
Пролиловите ендопептидази (PEP), експресирани от определени бактерии и гъбички, като Flavobacterium meningosepticum, Sphingomonas capsulate и Myxococcus xanthum, демонстрираха способността да хидролизират тези остатъци от пролин и глутамин, но Flavobacterium meningosepticum и Myxococcus xanthum degrade следователно не е оптимално за перорално приложение. 83,84 Предварителната обработка на глутен с PEP, получен от Flavobacterium meningosepticum, унищожава неговите стимулиращи свойства на Т-клетките. 85 В друго двойно-сляпо рандомизирано кръстосано проучване, 20 доказани с биопсия асимптоматични пациенти с CD в ремисия са били изложени на глутен, предварително третиран с Flavobacterium meningosepticum и не са развили малбсорбция на мазнини или въглехидрати при повечето от тези, които са развили симптоми след двуседмичен глутен предизвикателство. 86
Аспергилопепезинът от Aspergillus Niger и дипептидил пептидазата IV (DPPIV) са два хранителни ензима със способността да детоксикират глутена. Аспергилопепезинът няма специфичност за имуногенните глутенови пептиди, но има способността да смила глутена в по-малки пептиди, като по този начин ги прави достъпни за разграждане от специфични ендопептидази и екзопептидази. Проучванията in vitro съобщават, че когато се използват самостоятелно, нито Aspergillopepesin, нито DDPIV могат ефективно да разцепват имунотоксичните глутенови пептиди. Въпреки това, комбинация от аспергилопепезин и DDPIV е ефективна при детоксикация на умерени количества глутен. 87
Пролиловата ендопептидаза, получена от Aspergillus niger, може да разцепи богатите на пролин пептиди, стабилна е в присъствието на стомашна киселина и функционира оптимално при рН 4-5. 84 Способността на Aspergillus niger да разцепва глутенови пептиди в хляба е оценена в динамичен in vitro стомашно-чревен модел (TIM-1) и се съобщава за ускорено смилане на глутен в стомашното отделение 88 с малко количество глутенови пептиди, влизащи в дванадесетопръстника, като по този начин ограничава глутеновата токсичност при чувствителни индивиди и прави Aspergillus niger потенциално алтернативно лечение при CD. Въз основа на тези обещаващи in vitro резултати, Aspergillus niger се подлага на допълнителна оценка в рандомизирано двойно-сляпо контролно проучване, за да оцени ефекта от добавката на Aspergillus niger с орален глутен върху хистологията на тънките черва и серологичния отговор при пациенти с CD (клинични изпитвания .gov/ шоу/NCT00810654). Рандомизирано двойно-сляпо кръстосано проучване изследва въздействието на калоричната плътност върху ефикасността на Aspergillus niger при смилането на глутен (www.clinical tests.gov/NCT01335503).
В рандомизирано двойно-сляпо плацебо-контролирано проучване, Stan-1, друга комбинация от микробни хранителни глутенази, е оценена при 35 известни юноши от целиакия на GFD с постоянно повишаване на TTG. Поглъщането на Stan-1 с 1 g глутен дневно в продължение на 12 дни доведе до съобщения за някаква разлика между двете групи. 92
Преглед на биомаркерите за диагностика и мониторинг на цьолиакия
6.1 Анти-глиадинови антитела
В продължение на няколко години антителата срещу глиадин са първата серологична стъпка в диагностиката на CD. Тези антитела както в класовете IgG, така и в IgA бяха откриваеми с имунологични методи. Тези тестове показват по-добра диагностична точност в клас IgA и се считат за много полезни при деца, тъй като те са първият и често единственият наличен маркер [121]. Тези антитела обаче очевидно липсват специфични. Всъщност старите насоки на ESPGHAN, в допълнение към серологичните тестове, изискват три биопсии за диагностика на CD [122]. Таблица 2 показва основните причини за фалшиво положителни резултати за AGA.
Таблица 2. Причина за фалшиво положителни резултати при тестове AGA
| Язвен колит | Ревматоиден артрит |
| Езофагит | Болест на Бергер |
| Алергия към краве мляко | Пемфигус |
| Хроничен хепатит | Псориазис |
| Скорошен гастроентерит | Атопичен дерматит |
Откриването на антиендомизиални автоантитела (EMA) осигури подкрепа за специфичност, така че в продължение на няколко години тестовете за AGA плюс EMA бяха лабораторният подход, предложен и най-широко използван. Систематичен преглед с мета-анализ, публикуван през 2004 г. [123], показва, че в 35-те избрани проучвания IgA AGA изглежда предлага добро и добро представяне при деца, с чувствителност и специфичност над 80% при повечето от тях. Положителната прогностична стойност (PPV) на повечето избрани проучвания е била по-висока от 70%, като някои проучвания са показали стойности, по-големи от 90%; отрицателната прогнозна стойност (NPV) е била по-висока от 80% при почти всички, с справедлив брой по-голям от 90%. Избрани проучвания върху възрастни показват чувствителност, която варира от 65% до 90% и специфичност, почти винаги по-голяма от 80%; PPV и NPV често са били по-високи съответно от 75% и 90%. При деца без селективен дефицит на IgA чувствителността към IgG AGA варира от 80% до 90%, а специфичността се оценява между 70% до 80%. PPV и NPV са съответно между 75% и 90% или повече и между 80% до 95% или повече. Изследвания върху възрастни демонстрират значителна хетерогенност, като чувствителността варира от 17% до 100% и специфичност над 70%.
Изследване на EMA-отрицателни деца без селективен IgA дефицит, публикувано през 2000 г., показва 22% чувствителност към IgA AGA със специфичност 67%, 33% чувствителност към IgG AGA със специфичност 58% и при пациенти с IgA дефицит, IgG AGA показа чувствителност от 100% и специфичност между 80% и 100% [121,123–125]. Въпреки ниската им цена, относителната им простота за използване и ефективността им в педиатричната възрастова граница, липсата им на специфичност направи тези тестове вече не препоръчителни за диагностика на CD, след като бяха заменени от откриването на анти-трансглутаминаза [121,123–125]. Въпреки че насоките са обезкуражили тяхната употреба, тези тестове никога не са били изоставяни по неподходящ начин.
Забелязано е, че антитела срещу глиадин, главно от клас IgG [126–131], но също и IgA [132], присъстват при пациенти с аутизъм. Въз основа на тези наблюдения и като се има предвид честотата на GI симптомите при аутизъм, се предполага, че има връзка между CD и аутизъм [130,131]. Други автори обаче не са потвърдили тази хипотеза [132–134]. Освен това наскоро беше забелязано, че около половината от пациентите, страдащи от нецелиакийна глутенова чувствителност, имат високо IgG AGA и това остава единственият лабораторен маркер за това заболяване досега [3] .
Автоимунно заболяване
Клинични приложения
IgG и IgA антидезамидираният глиадин са повишени при повечето пациенти с цьолиакия. Въпреки че IgA анти-глиадинът изглежда е по-специфичен за целиакия, отколкото IgG анти-глиадин, това е по-малко чувствителен тест. Оригиналните антиглиадинови тестове използваха непокътнат глиадин и бяха много по-малко специфични от настоящите тестове. След като беше признато, че дезамидираният глиадин, а не непокътнат естествен глиадин, който се свързва с клетките HLA-DQ2 или -DQ8, производителите промениха антигена, използван в теста, с значително подобрение както на чувствителността, така и на специфичността. Тъй като цьолиакия се среща с повишена честота при деца с дефицит в производството на IgA, излишно тестване с IgG анти-глиадин може да бъде полезно. IgG анти-глиадинът е полезен за проследяване на придържането на пациентите към техните неприятни безглутенови диети.