O uso de antibióticos e seu impacto na microbiota: efeitos na asma alérgica experimental
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Laura Maria de Lima Belizario Facury Lasmar
Angélica Thomaz Vieira
Paula Prazeres Magalhães
Helton da Costa Santiago
Angélica Thomaz Vieira
Paula Prazeres Magalhães
Helton da Costa Santiago
Resumo
A asma é uma doença que afeta cerca de 300 milhões de pessoas. Consiste na obstrução reversível dos brônquios e inflamação do parênquima pulmonar. O uso frequente de antimicrobianos é capaz causar disbiose, podendo estar implicada em alterações na resposta imunológica na doença asmática. Para investigar esse possível impacto, camundongos BALB/cAnNCrl com 21 dias de vida foram tratados com amoxicilina, trimetoprima/sulfametoxazol, azitromicina, metronidazol em doses terapêuticas por 3 ciclos de 7 dias (3 dias para azitromicina) com um período de 7 dias para recuperação. Um grupo recebeu apenas água durante todo o experimento como controle não tratado. Paralelamente, os animais foram sensibilizados i.p com OVA+Alum para desenvolverem alergia, enquanto alguns animais receberam apenas Alum como controle não alérgico. Após o término do período de recuperação, os animais foram desafiados com OVA aerosolisada para indução de asma. Quarenta e oito horas depois do último desafio, os animais foram sacrificados e os parâmetros pulmonares foram avaliados e soro, pulmão e BAL coletados para posteriores análises. Fezes coletadas durante diferentes pontos dos tratamentos e o BAL coletado durante o sacrifício tiverem DNA extraído e sequenciados para caracterização da microbiota através do gene bacteriano RNAr 16s. Os animais asmáticos tratados com amoxicilina e trimetoprima/sulfametoxazol apresentaram elevação da hiperreatividade pulmonar, níveis reduzidos de IgG1 no soro e maiores níveis de IL-4 e IL-6 no lavado broncoalveolar quando comparados ao grupo asmático tratado com água. Os animais asmáticos tratados com azitromicina e metronidazol apresentaram o parâmetro FEV-50 preservado e menor nível de inflamação tecidual quando comparados aos animais asmáticos tratados com água. O grupo tratado com metronidazol também apresentou maiores níveis de IgG1 sérica. Em relação ao microbioma, os animais tratados com amoxicilina ou trimetoprima/sulfametoxazol apresentaram uma maior alfa diversidade, diversidade bacteriana no BAL em relação ao grupo controle alérgico. Embora a microbiota intestinal regenere-se a um padrão igual ao grupo controle não tratado (com exceção do grupo azitromicina), nota-se a presença de “cicatrizes” microbiológicas mesmo após o período de recuperação, com destaque para as bactérias Blautia coccoides e Akkermansia muciniphila para os grupos tratados com azitromicina e metronidazol, respectivamente. Até o presente momento, este é o primeiro trabalho de intervenção realizado com antimicrobianos em doses terapêuticas que demonstra uma alteração da resposta imunológica causada por esses medicamentos na asma alérgica.
Abstract
Asthma is a disease that affects about 300 million people. It consists of reversible bronchial
obstruction and inflammation of the pulmonary parenchyma. Frequent use of antimicrobials
could cause dysbiosis and may be implicated in changes in the immune response in the
asthmatic disease. To investigate this potential impact, 21-day old BALB/cAnNCrl mice were
treated with amoxicillin, trimethoprim/sulfamethoxazole, azithromycin or metronidazole at
therapeutic doses for 3 cycles of 7 days (3 days for azithromycin) with a 7-day recovery period.
One group received only water throughout the experiment as untreated control group. In
parallel, the mice were sensitized i.p with OVA + Alum to develop allergy, while some animals
received only Alum as non-allergic controls. After the end of the recovery period, the mice were
challenged with aerosolized OVA for asthma induction. Forty-eight hours after the last
challenge, the animals were sacrificed and the lung parameters were evaluated and serum,
lung and BAL were collected for further analysis. Feces collected during different treatment
points and BAL collected during the sacrifice had their DNA extracted and sequenced to
characterize the microbiota targeting the bacterial RNAr 16s gene. Asthmatic mice treated with
amoxicillin and trimethoprim/sulfamethoxazole showed increased pulmonary hyperreactivity,
reduced levels of serum IgG1 and higher levels of IL-4 and IL-6 in bronchoalveolar lavage
compared to the asthmatic group treated with regular water. Asthmatic mice treated with
azithromycin and metronidazole had a preserved FEV-50 parameter and a lower level of tissue
inflammation when compared to the asthmatic animals treated with water. The metronidazole
group also had higher levels of serum IgG1. Regarding the microbiome, the animals treated
with amoxicillin or trimethoprim/sulfamethoxazole had a greater bacterial alpha diversity in the
BAL when compared to the allergic control group. Although the intestinal microbiota recovers
itself and becomes similar to the untreated control group (with the exception of the azithromycin
group), the presence of microbiological "scars" are observed even after the recovery period,
especially the enrichment of bacteria Blautia coccoides and Akkermansia muciniphila for the
groups treated with azithromycin and metronidazole, respectively. To date, this is the first
antimicrobial intervention performed at therapeutic doses demonstrating a change in the
immune response caused by these drugs in allergic asthma.
Assunto
Palavras-chave
Asma, microbiota, Antibióticos, Disbiose