Avaliação da influência do metabolismo do triptofano no efeito protetor da linhagem Weissella paramesenteroides wpk4 sobre o desenvolvimento da mucosite intestinal murina induzida pelo quimioterápico 5-fluorouracil (5-fu)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gabriele Moreira Guimarães
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/72731
https://orcid.org/0000-0003-1352-8341
Resumo: The microorganisms present in the microbiota are proving to be increasingly important for the general health of the host. It is known that the state of eubiosis is the condition in which the host is healthy, and its microbiota is in balance. On the other hand, dysbiosis occurs when the balance of the relation between the microbiota and the host is lost, resulting in possible damage to the host. The state of dysbiosis can induce different pathological situations. Intestinal mucositis caused by chemotherapy is an example of an inflammatory condition in which dysbiosis can be considered an important marker. There is robust scientific evidence that probiotics, live microorganisms that, when administered in adequate amounts, offer health benefits to the host, can be effective in controlling dysbiosis. In this context, the strain Weissella paramesenteroides WpK4, isolated from the nasopharynx of weaning pigs, has proven to be an excellent probiotic candidate, demonstrating beneficial effects in different experimental models of infection and inflammation. This bacterial strain has the tryptophan operon in its genome, and it is known that tryptophan is responsible for important cell signals for the host. Therefore, our objective to investigate whether tryptophan metabolism influences protection in a murine model of 5-FU-induced intestinal mucositis. In this case, W. paramesenteroides WpK4 has enzyme-coding sequences for tryptophan production and its catabolism, and a more detailed investigation of the metabolic profile showed the production of tryptophan (TRP), tryptamine (TAM), indole acetic acid (IAA) and indole aldehyde acid (IAld) by the strain studied. In a murine model of mucositis induction by 5- FU, oral administration of W. paramesenteroides WpK4 resulted in 100% survival, unlike the control group (administration of 0.85% saline solution), which resulted in 60% survival. A more detailed investigation of the evaluated parameters of the animals submitted to the mucositis model by 5-FU demonstrated that the W. paramesenteroides WpK4 strain protected the animals from morbidity and microbial shifts induced by chemotherapy, and improved host expression of molecules involved in the TRP metabolism, suggesting the activation of the AhR pathway by the studied strain.
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On the other hand, dysbiosis occurs when the balance of the relation between the microbiota and the host is lost, resulting in possible damage to the host. The state of dysbiosis can induce different pathological situations. Intestinal mucositis caused by chemotherapy is an example of an inflammatory condition in which dysbiosis can be considered an important marker. There is robust scientific evidence that probiotics, live microorganisms that, when administered in adequate amounts, offer health benefits to the host, can be effective in controlling dysbiosis. In this context, the strain Weissella paramesenteroides WpK4, isolated from the nasopharynx of weaning pigs, has proven to be an excellent probiotic candidate, demonstrating beneficial effects in different experimental models of infection and inflammation. This bacterial strain has the tryptophan operon in its genome, and it is known that tryptophan is responsible for important cell signals for the host. Therefore, our objective to investigate whether tryptophan metabolism influences protection in a murine model of 5-FU-induced intestinal mucositis. In this case, W. paramesenteroides WpK4 has enzyme-coding sequences for tryptophan production and its catabolism, and a more detailed investigation of the metabolic profile showed the production of tryptophan (TRP), tryptamine (TAM), indole acetic acid (IAA) and indole aldehyde acid (IAld) by the strain studied. In a murine model of mucositis induction by 5- FU, oral administration of W. paramesenteroides WpK4 resulted in 100% survival, unlike the control group (administration of 0.85% saline solution), which resulted in 60% survival. A more detailed investigation of the evaluated parameters of the animals submitted to the mucositis model by 5-FU demonstrated that the W. paramesenteroides WpK4 strain protected the animals from morbidity and microbial shifts induced by chemotherapy, and improved host expression of molecules involved in the TRP metabolism, suggesting the activation of the AhR pathway by the studied strain.Os microrganismos presentes na microbiota vêm se mostrando cada vez mais importantes para a saúde geral do hospedeiro. Sabe-se que o estado de eubiose é a condição na qual o hospedeiro está saudável e sua microbiota está em equilíbrio. Em contrapartida, a disbiose ocorre quando o equilíbrio na relação entre a microbiota e o hospedeiro é perdido, acarretando possíveis danos para o hospedeiro. O estado de disbiose pode induzir diferentes situações patológicas. A mucosite intestinal causada por quimioterápicos é um exemplo de quadro inflamatório em que a disbiose pode ser considerada um marcador importante. Há evidências científicas robustas de que probióticos, microrganismos vivos que, quando administrados em quantidades adequadas, oferecem benefícios à saúde do hospedeiro, podem ser eficazes no controle de disbiose. Nesse contexto, a linhagem Weissella paramesenteroides WpK4, isolada da nasofaringe de suínos recém-desmamados, vem se mostrando um excelente candidato probiótico, demonstrando efeito benéfico em diferentes modelos experimentais de infecção e inflamação. Essa linhagem bacteriana possui o operon triptofano em seu genoma e sabe-se que o triptofano é responsável por sinalizações celulares importantes para o hospedeiro. Portanto, nosso objetivo é investigar se o metabolismo do triptofano influência na proteção observada no modelo murino de mucosite intestinal induzida por 5-FU. De fato, W. paramesenteroides WpK4 possui sequências codificadoras de enzimas para produção do triptofano e seu catabolismo. Uma averiguação mais detalhada do perfil metabólico mostrou a produção de triptofano (TRP), triptamina (TAM), ácido indol acético (AIA) e ácido indol aldeído (IAld) pela linhagem estudada. Em modelo murino de indução de mucosite por 5-FU, a administração oral de W. paramesenteroides WpK4 resultou em 100% de sobrevivência, diferentemente do grupo controle (administração de solução salina 0,9%) que resultou em 60% de sobrevivência. Uma averiguação mais detalhada dos parâmetros avaliados dos animais submetidos ao modelo de mucosite por 5-FU, demonstrou que a linhagem W. paramesenteroides WpK4 protegeu os animais da morbidade e das alterações de microbiota induzidas pela quimioterapia, além de induzir expressão aumentada de moléculas envolvidas no metabolismo do TRP no hospedeiro, pressupondo a ativação da via AhR pela linhagem estudada.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIAPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaUFMGElisabeth Neumannhttp://lattes.cnpq.br/6722041066142447Caio Tavares Fagundeshttp://lattes.cnpq.br/6415571987991013Mila Fernandes Moreira MadeiraSávio Henrique de Cicco SandesLeonardo Borges AcúrcioRodrigo Dias de Oliveira CarvalhoGabriele Moreira Guimarães2024-08-06T12:19:08Z2024-08-06T12:19:08Z2023-03-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/72731https://orcid.org/0000-0003-1352-8341porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2024-08-06T12:19:09Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/72731Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2024-08-06T12:19:09Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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