Abordagem metagenômica para investigação dos efeitos do consumo de queijos funcionais experimentais na microbiota intestinal saudável e na condição de doença inflamatória
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
A prevenção das doenças inflamatórias intestinais tem sido vislumbrada por meio de intervenções nutricionais. No entanto, o impacto dos alimentos funcionais na microbiota intestinal é uma importante questão, uma vez que mudanças na comunidade bacteriana comensal podem levar à inflamação. Além disso, a presença de microrganismos vivos em alimentos pode representar riscos de aquisição de resistência a antibióticos por bactérias da microbiota. Neste estudo, dois tipos de queijos experimentais foram investigados quanto aos seus efeitos na microbiota fecal de camundongos convencionais C57BL6, tanto em estado de saúde como sob colite induzida por DSS. Um tipo foi fermentado por Propionibacterium freudenreichii 129, enquanto o outro queijo era do tipo Emmental contendo esta cepa probiótica e mais duas bactérias láticas, Lactobacillus delbrueckii e Streptococcus thermophilus. O estudo descobriu que ambos os queijos não perturbaram a comunidade microbiana normal, enquanto o queijo Emmental aumentou a população de certos simbiontes, como Romboutsia e Akkermansia. Além disso, a análise de reconstrução de vias metabólicas revelou que A. muciniphila pode produzir acetato e cooperar com outras espécies comensais para produzir Indol e ácido gamma- aminobutírico quando camundongos saudáveis foram tratados com o queijo do tipo Emmental. No contexto da colite, consumir queijo de cepa única restaurou algumas das funções metabólicas do microbioma afetado, enquanto o queijo tipo Emmental promoveu o aumento de Ligilactobacillus murinus. Neste último, foram identificados genes envolvidos na produção de metabólitos e adesinas que podem ter atividade imunomodulatória. O estudo também realizou uma análise do resistoma, que revelou que genes de resistência a antibióticos não foram transferidos das bactérias utilizadas no preparo do queijo para a microbiota dos camundongos. No geral, os queijos experimentais foram considerados seguros em relação à transferência de genes de resistência. Além disso, o queijo tipo Emmental aumentou a capacidade da microbiota de produzir metabólitos que regulam o eixo intestino-cérebro, o que pode torná-lo uma terapia potencial para doenças neurodegenerativas inflamatórias. No contexto da colite, o estudo sugere que o queijo funcional Emmental tem propriedades anti-inflamatórias com base na promoção de proteínas de Lg. murinus com o sistema imune do hospedeiro.
Abstract
The prevention of Inflammatory Bowel Diseases has been explored through nutritional
interventions. However, the impact of interventions such as functional foods on the gut
microbiota is a crucial concern, as changes in the commensal bacterial community can lead to
colitis. Additionally, the risk of acquiring antibiotic resistance from foreign bacteria in food
cannot be disregarded. In this study, two types of experimental cheeses were investigated for
their effects on the fecal microbiota of conventional C57BL6 mice,both in a healthy state and
under DSS-induced colitis. One type was fermented by Propionibacterium freudenreichii 129,
while the other was an Emmental-type cheese containing this probiotic strain and two more,
Lactobacillus delbrueckii and Streptococcus thermophillus. The study found that both cheeses
did not disrupt the normal microbial community, and the Emmental-type cheese increased the
population of certain symbionts. Furthermore, metabolic pathway reconstruction analysis
revealed thatAkkermansia muciniphila may produce acetate and cope with other commensal
species to produce Indole and gamma-Aminobutyric acid when healhy mice were treated with
the Emmental cheese. In the context of colitis, consuming the Single-Strain cheese restored
some of the impaired microbiome metabolic functions, while Emmental-type cheese promoted
the increase of Ligilactobacillus murinus. The latter contains genes involved in the production
of metabolites and adhesin proteins that may have potential immunomodulatory activity. The
study also conducted a resistome analysis, whichrevealed that antibiotic resistance genes were
not transferred from starter bacteria in the cheese to mice microbiota. Overall, the
experimental cheeses were found to be safe regarding the transfer of antibiotic resistance genes
to gut microbiota. Additionally, the Emmental-type cheese increased the microbiota's capacity
to produce metabolites that regulate the gut-brain axis, which may make it a potential therapy
for inflammatory neurodegenerative diseases. In the context of colitis, the study suggests that
the functionalEmmental cheese has anti-inflammatory properties based on its promotion of Lg.
murinusinteraction with the host.
Assunto
Bioinformática, Alimento Funcional, Probióticos, Inflamassomos, Microbioma Gastrointestinal
Palavras-chave
Alimentos Funcionais, Probióticos, Inflamassoma, Microbioma intestinal, Metabólitos bioativos
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