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Type: Tese de Doutorado
Title: Microbiota, dieta e sistema imune: um diálogo constante via ativação do receptor acoplado à proteína-G 43 (Gpr43)
Authors: Angelica Thomaz Vieira
First Advisor: Mauro Martins Teixeira
Abstract: As bactérias comensais do trato gastrointestinal modulam o desenvolvimento do sistema imune. A microbiota intestinal produz fatores que são benéficos pois regulam a resposta imune do hospedeiro. Um desses fatores são os short-chain fatty acids (SCFA) do português: ácidos graxos de cadeia curta, que são produzidos pela fermentação de fibras solúveis da dieta pela microbiota saudável, tais quais os gêneros Bifidobacterium e Bacteroides. Os SCFAs se ligam ao receptor acoplado à proteína G-43 (GPR43), também conhecido como FFAR2), e nesse trabalho demonstramos que a interação SCFAGPR43 exerce efeitos modulatórios nas respostas inflamatórias. A estimulação do GPR43 pelo SCFA é necessária para a resolução da resposta inflamatória. Animais deficientes de GPR43 (Gpr43-/-) mostraram uma exacerbada e não-resolutiva inflamação tanto no modelo de colite, quanto nos modelos de artrite e asma. Interessantemente, os animais Gpr43-/- apresentaram uma resposta ineficiente a gota devido à inabilidade em ativar o complexo inflamassoma. Entretanto, o tratamento com acetato (o mais abundante SCFA) antes e depois da indução da gota nos animais selvagens, aboliu o dano tecidual, promovendo a resolução da resposta induzida pela gota. Além disso, animais alimentados com dieta rica em fibras ou com o próbiotico Bifidobacterium longum apresentaram uma redução do infiltrado celular nos animais desafiados com monossódio de urato (MSU). Animais germ-free (GF), que não possuem bactérias e, desse modo, não produzem SCFAs, mostraram uma resposta similar aos animais Gpr43-/-. Animais GF apresentaram uma resposta exacerbada na colite, na asma, e na artrite reumatóide. No entanto, se tratarmos previamente os animais GF com acetato, observamos uma resposta inflamatória reduzida nesses modelos. Além disso, animais GF desafiados com MSU apresentaram uma hiporresponsividade similar ao Gpr43- /- com reduzido recrutamento celular. Entretanto, tratamento prévio com acetato reverteu esta hiporresponsividade. Assim, esses dados sugerem a habilidade do acetato em primar o sistema imune permitindo o recrutamento de células durante a resposta induzida por MSU. Em resumo, esse trabalho sugere que a microbiota modula a habilidade do hospedeiro em responder aos estímulos inflamatórios e, a interação entre SCFA-GPR43 representa um mecanismo central entre dieta, microbiota e resposta imune, provendo um importante link entre eles.
Abstract: The commensal bacterial of the gastrointestinal tract shapes the development of the immune system. The gut microbiota produces factors that are beneficial to the host for the regulation of immune responses. One of these factors may be the shortchain fatty acids (SCFA), which are produced by fermentation of dietary fiber by healthy microbiota such as Bifidobacterium and Bacteroides. SCFAs bind to Gprotein coupled receptor 43 (GPR43, also known as FFAR2), and in this work we show that SCFAGPR43 interactions exerts modulator effects in inflammatory responses. Stimulation of GPR43 by SCFA was necessary for the resolution of inflammatory responses. GPR43-deficient (Gpr43-/-) mice showed exacerbated or unresolving inflammation in models of colitis, arthritis and asthma. Interestingly, the Gpr43-/- mice showed impair response to gout by the inability to activate inflammasoma complex. However, acetate treatment before and after gout induction in wt mice abolished tissue injury promoting resolution of the inflammation. Furthermore, mice fed with higher fiber diet or with Bifidobacterium longum reduced cells infiltrate in mice challenged with MSU. Germ-free mice (GF), which are devoid of bacteria and no or little SCFAs production, showed a similar response to Gpr43-/- mice. GF mice showed an exacerbated response in colitis, asthma and rheumatoid arthritis models. However, if we treated GF with acetate (the most abundant SCFA) before such diseases, a protective effect was observed. Furthermore, GF mice MSU challenged showed a similar hiporresponsive and inhibited recruitment of cells when compared to Gpr43-/- mice. Although, when we treated GF with acetate before challenged with MSU this phenotype was reversed. Thus, these data suggested an ability of acetate to prime the immune system and allow inflammatory cell recruitment during response to MSU challenge. In summary, this work suggests that endogenous microbiota shapes the hosts ability to respond to inflammatory stimuli and SCFA-GPR43 interactions could represent a central mechanism to account for affects of diet and gut microbiota on immune responses providing a molecular link between diet, gastrointestinal bacterial metabolism and inflammatory responses.
Subject: Inflamação Aspectos imunológicos
Microbiota
Dieta de alto teor fibroso
Fibras na nutrição humana
Mucosa intestinal
Ácidos graxos
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9GYKEY
Issue Date: 10-Nov-2011
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