Efeitos da expressão heteróloga da proteína SlpB de Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 em Lactococcus lactis NCDO2118 e suas propriedades probióticas aplicadas em modelo murino de colite induzida por DSS
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Aristóteles Góes Neto
Ana Cristina Gomes Santos
Christina Stewart Bittencourt Bogsan
Álvaro Cantini Nunes
Ana Cristina Gomes Santos
Christina Stewart Bittencourt Bogsan
Álvaro Cantini Nunes
Resumo
As bactérias probióticas usadas na produção de produtos funcionais fermentados têm sido investigadas quanto à suas capacidades de modular respostas inflamatórias em distúrbios do trato gastrointestinais, como as doenças inflamatórias intestinais (DII) que causam alterações irreversíveis na estrutura e função dos tecidos. A colite ulcerativa (UC), é a DII mais frequente na população e é caracterizada por inflamação proeminente do cólon humano. Recentemente, a linhagem Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 teve seu potencial anti-inflamatório e de adesão in vitro às células intestinais ligados a presença de proteína S-layer B (SlpB). As proteínas da camada S ou S-layer proteins (Slp) podem conferir características especificas à espécie, como resistência alterações ambientais e adesão a superfícies (células e tecidos). Desta forma, afim de investigar o papel da proteína SlpB, clonamos sua sequência no vetor pXIES-SEC. O sistema de expressão XIES é induzido por xilose e tem como hospedeira a linhagem Lactococcus lactis NCDO2118, uma linhagem com propriedades probióticas. Após a confirmação da expressão da proteína, foram conduzidos ensaios in vitro, que apontaram um aumento da tolerância aos sais biliares e maior potencial de adesão da linhagem recombinante. O potencial probiótico de L. lactis NCDO2118 abrigando pXYSEC:slpB (L. lactis-SlpB) foi então avaliado em um modelo murino de UC induzido por Dextrano Sulfato de Sódio (DSS). Durante a UC, os camundongos que receberam L. lactis-SlpB exibiram uma redução significativa dos sintomas de gravidade da colite, com perda de peso atenuada, menor índice de atividade da doença, encurtamento limitado do comprimento do cólon e pontuação histopatológica reduzida em comparação com o grupo DSS e o grupo controle (L. lactis NCDO2118 WT). Além disso, a administração de L. lactis-SlpB aumentou a expressão gênica das proteínas de junção zo-1, cln-1, cln-5 e muc-2 no cólon. L. lactis-SlpB também aumentou a secreção de IL10 e TGFβ, e diminuiu os níveis de IL17, TNF e IL12 no cólon. Desta forma, este trabalho demonstra que L. lactis NCDO 2118 albergando a proteína SlpB recombinante, previne o processo inflamatório durante a colite induzida por DSS em camundongos, evidenciando as propriedades anti-inflamatórias e imunomoduladoras da proteína SlpB, que associada a linhagem demonstrou-se mostrou-se capaz de modular a inflamação.
Abstract
Probiotic bacteria used in the production of functional fermented products have been investigated for their ability to modulate inflammatory responses in disorders of the gastrointestinal tract, such as inflammatory bowel diseases (IBD) that cause irreversible changes in the structure and function of tissues. Ulcerative colitis (UC) is the most common IBD in the population and is characterized by prominent inflammation of the human colon. Recently, the Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 strain had its anti-inflammatory potential and in vitro adhesion to intestinal cells linked to the presence of S-layer B (SlpB) protein. S-layer proteins or S-layer proteins (Slp) can give specific characteristics to the species, such as resistance to environmental changes and adhesion to surfaces (cells and tissues). Thus, in order to investigate the role of the SlpB protein, we clone its sequence in the pXIES-SEC vector. The XIES expression system is induced by xylose and its host is the strain Lactococcus lactis NCDO2118, a strain with probiotic properties. After confirming the protein expression, in vitro assays were conducted, which showed an increase in tolerance to bile salts and greater adhesion potential of the recombinant strain. The probiotic potential of L. lactis NCDO2118 harboring pXYSEC:slpB (L. lactis-SlpB) was then evaluated in a murine UC model induced by Dextran Sodium Sulphate (DSS). During UC, mice that received L. lactis-SlpB exhibited a significant reduction in the symptoms of colitis severity, with attenuated weight loss, lower disease activity index, limited shortening of the colon length and reduced histopathological score compared to the DSS group and the control group (L. lactis NCDO2118 WT). Also, the administration of L. lactis-SlpB increased the gene expression of the zo-1, cln-1, cln-5 and muc-2 junction proteins in the colon. L. lactis-SlpB also increased the secretion of IL10 and TGFβ, and decreased the levels of IL17, TNF and IL12 in the colon. Thus, this work demonstrates that L. lactis NCDO 2118, harboring the recombinant SlpB protein, prevents the inflammatory process during DSS-induced colitis in mice, evidencing the anti-inflammatory and immunomodulatory properties of the SlpB protein, which is associated with the strain proved to be capable of modulating inflammation.
Assunto
Genética, Clonagem molecular, Proteínas recombinantes, Probióticos, Lactococcus lactis, Propionibacterium
Palavras-chave
Clonagem, Proteína recombinante, Probiótico, Proteína S-layer B, Lactococcus lactis, Propionibacterium freudenreichii