Publication: Estudio en modelos "In vitro" y "Ex vivo" de los efectos inmunomoduladores del (1-3)-β-D-glucano sustituido en posición O-2 producido por bacterias ácido lácticas
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2015-10-14
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Los (1,3)-b-D-glucanos sintetizados por plantas y hongos son inmunomoduladores y algunos de ellos se utilizan para la elaboración de alimentos funcionales. Los exopolisacáridos (EPS) sintetizados por bacterias ácido lácticas (BAL) son polímeros extensamente estudiados por su amplia aplicación industrial, incluyendo la industria farmacéutica, y por jugar un papel primordial en las propiedades organolépticas de diversos productos fermentados. Además, la enzima glicosiltransferasa GTF, de un grupo reducido de BAL sintetiza (1,3)-b-D-glucanos con sustituciones en O-2. Estudios previos han mostrado, que este tipo de EPS tiene propiedades prebióticas y contribuye a la capacidad de unión de BAL a células epiteliales del intestino humano. Sin embargo, su potencial como inmunomoduladores no había sido previamente investigado. En este trabajo se han producido 2 de estos EPS, utilizando P. parvulus 2.6 aislada de sidra y L. lactis NZ9000(pNGTF), que expresa la proteína GTF de la cepa 2.6. Los EPS han sido purificados a partir de los sobrenadantes de los cultivos bacterianos, por precipitación con etanol, fraccionamiento cromatográfico y diálisis. Así, se han obtenido preparaciones puras de ambos polímeros, aptas para estudios inmunológicos. Los EPS puros han sido utilizados para caracterizar su potencial inmunomodulador y sus propiedades anti-inflamatorias, en distintos modelos in vitro y ex vivo de inflamación intestinal en humanos. En modelos in vitro, se ha evaluado el efecto de los EPS sobre macrófagos pro-inflamatorios humanos: diferenciados a partir de monocitos (M1) y a partir de la línea celular monocitaria THP-1 (PMA-THP-1). No se detectó citotoxicidad y se observó un efecto inmunomodulador sobre ambos tipos de macrófagos. En condiciones de co-tratamiento con el LPS inflamatorio de E. coli ambos EPS provocaron un incremento de la secreción de las citoquinas TNF-a, e IL-10 por los macrófagos, con un aumento de la proporción anti-inflamatoria IL10-TNF-a. Además, los EPSs alteraron en los macrófagos M1 el patrón de fosforilación de diversas quinasas, activando las vías de señalización PI3K-mTOR-AKT, ErbB y de uniones adherentes. En modelo in vitro constituido por las líneas de células humanas: Caco-2 (enterocitos) y PMA-THP-1 (macrófagos), estimuladas con LPS, los EPS provocaron cambios en los perfiles de expresión de citoquinas secretadas a nivel proteico (TNF-a, IL-10 e IL-8) y transcripcional (TSLP, IL-8 e IL-10), demostrando el establecimiento de comunicación entre ambas líneas. En modelo ex vivo con biopsias de tejido de pacientes de enfermedad de Crohn, los EPS mostraron un efecto potencialmente anti-inflamatorio y alteraron la transcripción de diferentes mediadores regulados por el factor de transcripción NFkB. Así, los resultados obtenidos con los modelos de intestino humano han demostrado que los tratamientos con estos EPS producen una estimulación del sistema inmune, regulando la expresión de citoquinas y vías de señalización que afectan procesos de migración, proliferación y supervivencia celular. Los EPS puros, también han sido utilizados para investigar en modelos in vitro de salmónidos su potencial como agentes antivirales e inmunomoduladores. En modelo de infección de fibroblastos BF-2 de L. macrochirus con el virus de la necrosis pancreática infectiva, los beta-glucanos mostraron ausencia de toxicidad, inhibición de los efectos citopáticos y reducción del título vírico. En modelo de macrófagos primarios de truchas arco iris, los EPSs provocaron una inducción de la expresión de los genes que codifican los interferones IFN-g e IFN-I, mostrando así una estimulación de las respuestas inmunes innata y adaptativa. Así, los resultados obtenidos en este trabajo muestran un potencial de los (1-3)-b-D-glucanos con sustituciones en posición O-2 como agentes inmunomoduladores y antiinflamatorios de utilidad para la elaboración de alimentos funcionales o también en medicina humana o veterinaria.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I, leída el 15-07-2015