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Helmintos e Seu Potencial no Manejo da DII

A pesquisa revela como os helmintos podem ajudar a reduzir a inflamação na DII.

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Doença Inflamatória Intestinal (DII) inclui dois tipos principais: Doença de Crohn e Colite Ulcerativa. Essas condições podem afetar tanto crianças quanto adultos. Os sintomas da DII podem variar de leves a graves e podem até levar a riscos sérios à saúde. Os sintomas mais comuns incluem febre, diarreia e complicações mais sérias como formação de abscessos e câncer colorretal relacionado à colite. Tem muitos fatores que contribuem pra essas doenças, incluindo influências ambientais, genética e problemas com o sistema imunológico.

Desde a década de 1950, a ocorrência de DII aumentou nos países ocidentais, e agora tá começando a aparecer mais em países em desenvolvimento na Ásia, América do Sul e Oriente Médio, tornando isso uma questão de saúde global.

Conexão Entre Helmintos e DII

Estudos epidemiológicos mostraram que os helmintos (vermes parasitas) eram muito comuns antigamente, mas agora quase não existem em países desenvolvidos. Pesquisas também indicam que a DII é menos comum em países onde os helmintos ainda estão presentes. Em testes laboratoriais com camundongos, alguns tipos de helmintos mostraram diminuir a inflamação, apresentando efeitos anti-colite. A resposta imunológica associada a esses helmintos tende a estimular certas células imunes que produzem sinais anti-inflamatórios.

A Microbiota Intestinal, que é a coleção de bactérias no nosso intestino, também é um fator importante no desenvolvimento da DII. Pesquisas indicam que as bactérias intestinais influenciam o sistema imunológico e podem afetar a probabilidade de doenças autoimunes, incluindo a DII. Certas bactérias benéficas ajudam a produzir substâncias anti-inflamatórias e reduzem sinais inflamatórios prejudiciais.

Os helmintos interagem com as bactérias intestinais e podem alterar a composição do microbioma intestinal. No entanto, as maneiras específicas como as infecções por helmintos mudam as bactérias intestinais e afetam o desenvolvimento da DII ainda não estão totalmente claras. Este artigo investiga como o helminto T. spiralis e as bactérias intestinais trabalham juntos na regulação da colite.

O Papel dos Antibióticos na Colite

Os pesquisadores testaram a ideia de que as bactérias intestinais contribuem para os efeitos anti-colite do T. spiralis usando antibióticos de amplo espectro. Camundongos tratados com antibióticos durante o início da colite mostraram sintomas mais cedo, como sangramento retal e diarreia, se comparados aos camundongos não tratados. Camundongos que desenvolveram colite mostraram sinais de inflamação e perda de peso significativa. Em contraste, a infecção por T. spiralis antes da colite levou a uma redução na perda de peso e sintomas da doença mais leves.

Porém, quando os camundongos foram tratados com antibióticos junto com a infecção por T. spiralis, os efeitos protetores esperados do T. spiralis na colite foram perdidos. Isso sugere que as bactérias intestinais são importantes para os efeitos anti-colite vistos com a infecção por T. spiralis.

Mudanças no Microbioma Intestinal com a Infecção por T. spiralis

Para investigar como o T. spiralis afeta a composição das bactérias intestinais, os pesquisadores usaram uma técnica chamada sequenciamento do gene 16S rRNA. A análise revelou que o número de espécies bacterianas únicas (OTUs) era menor em camundongos infectados por T. spiralis em comparação aos controles. A diversidade da microbiota intestinal também foi reduzida nos camundongos infectados.

Uma investigação mais aprofundada mostrou que a infecção por T. spiralis aumentou certos tipos de bactérias enquanto diminuiu outros. Por exemplo, o equilíbrio de dois grandes grupos de bactérias, Bacteroidota e Firmicutes, mudou em resposta à infecção. Notavelmente, a infecção por T. spiralis levou a um aumento no gênero Muribaculum, conhecido por seus efeitos benéficos na saúde intestinal, enquanto diminuiu a abundância de algumas bactérias potencialmente prejudiciais.

Benefícios da Cohabitação na Gestão da Colite

Para avaliar se as mudanças nas bactérias intestinais devido à infecção por T. spiralis poderiam ajudar a gerenciar a colite, foi realizado um experimento de coabitação. Camundongos infectados com T. spiralis foram alojados com camundongos de controle. Após quatro semanas de coabitação, ambos os grupos foram induzidos à colite. Os resultados mostraram que, embora a coabitação não tenha afetado a colite em camundongos infectados por T. spiralis, melhorou a gravidade da colite em camundongos de controle que foram coabitados com os infectados. Essa melhora foi medida por meio de alterações no peso corporal, pontuação de atividade da doença e exame microscópico do tecido colônico.

Impacto da Cohabitação na Composição do Microbioma Intestinal

Após o experimento de coabitação, os pesquisadores analisaram a microbiota intestinal dos camundongos de controle que viviam com camundongos infectados por T. spiralis. Embora não houvesse diferenças significativas nas medidas de diversidade, a composição da microbiota se agrupou de forma diferente em comparação aos camundongos controles. Camundongos coabitados com camundongos infectados por T. spiralis exibiram aumentos e diminuições semelhantes em certas bactérias, assim como visto em camundongos infectados.

Isso sugere que viver com camundongos infectados por T. spiralis pode levar a mudanças benéficas no microbioma intestinal dos camundongos de controle, potencialmente oferecendo proteção contra a colite.

Ácidos Graxos de Cadeia Curta e Seu Papel na Saúde Intestinal

Mudanças nas bactérias intestinais devido à infecção por T. spiralis também afetam a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), que são importantes para a saúde intestinal. Usando um método de análise específico, os pesquisadores descobriram que as amostras fecais dos camundongos infectados mostraram agrupamentos distintos. Notavelmente, os níveis de ácido propiónico foram encontrados mais altos em camundongos infectados por T. spiralis em comparação com os controles. O ácido propiónico é particularmente interessante devido ao seu papel na redução da inflamação e no suporte à saúde intestinal.

Modulação da Resposta Imune

Para investigar as respostas imunes, amostras de tecido foram coletadas de camundongos após a indução da colite. Quando as células imunes foram estimuladas, níveis mais altos da citocina anti-inflamatória IL-10 foram observados em camundongos infectados por T. spiralis em comparação aos que não estavam infectados. Camundongos infectados e aqueles coabitados com eles mostraram produção elevada de IL-10, apoiando a ideia de que a infecção por T. spiralis ajuda a regular as respostas imunes de forma favorável na colite.

Além disso, os níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e IL-6 estavam mais baixos em camundongos infectados por T. spiralis, indicando que a infecção pode ajudar a equilibrar as reações imunológicas durante a colite.

Células Caliciformes e Função de Barreira Intestinal

Os pesquisadores também exploraram os efeitos da infecção por T. spiralis nas células caliciformes, que ajudam a manter a barreira intestinal produzindo muco. Em camundongos com colite induzida por DSS, houve uma queda notável nas células caliciformes. No entanto, a infecção por T. spiralis ou a coabitação levou a um aumento no número de células caliciformes, melhorando a barreira intestinal. Esse efeito protetor foi perdido quando antibióticos foram administrados, sugerindo que as bactérias intestinais são vitais para manter a saúde das células caliciformes durante a colite.

Conclusão

Este estudo destaca o papel protetor do T. spiralis contra a colite induzida por DSS. A infecção altera o microbioma intestinal, levando a níveis aumentados de bactérias benéficas que produzem AGCC, como o ácido propiónico. Essas mudanças promovem um ambiente imunológico mais saudável, aumentam o número de células caliciformes e, em última análise, ajudam a reduzir a gravidade da colite.

Entender essas interações dá insights valiosos sobre como infecções por helmintos podem potencialmente aliviar a colite e melhorar a saúde intestinal. Mais pesquisas são necessárias para explorar completamente como as bactérias intestinais e os AGCC mediariam esses efeitos e para desenvolver tratamentos potenciais para a DII com base nessas descobertas.

Fonte original

Título: The gut microbiota is essential for Trichinella spiralis-evoked suppression of colitis

Resumo: Inflammatory bowel disease (IBD) increases the risk of colorectal cancer, and it has the potential to diminish the quality of life. Clinical and experimental evidence demonstrate protective aspects of parasitic helminth infection against IBD. However, studies on the inhibition of inflammation by helminth infection have overlooked a key determinant of health: the gut microbiota. Infection with helminths induces alterations in the host microbiota composition. However, the potential influence and mechanism of helminth infections induced changes in the gut microbiota on the development of IBD has not yet been elucidated. In this study, we analyzed the intersection of helminth Trichinella spiralis and gut bacteria in the regulation of colitis and related mechanisms. T. spiralis infected mice were treated with antibiotics or cohused with wild type mice, then challenged with DSS-colitis and disease severity, immune responses and goblet cells assessed. Gut bacteria composition was assessed by 16 s rRNA sequencing and SCFAs were measured. Results showed that protection against disease by infection with T. spiralis was abrogated by antibiotic treatment, and cohousing with T. spiralis- infected mice suppressed DSS-colitis in wild type mice. Bacterial community profiling revealed an increase in the abundance of the bacterial genus Muribaculum and unclassified_Muribaculaceae in mice with T. spiralis infection or mice cohoused with T. spiralis- infected mice. Metabolomic analysis demonstrated increased propionic acid in feces from T. spiralis- infected mice. Data also showed that the gut microbiome modulated by T. spiralis exhibited enhanced goblet cell differentiation and elevated IL-10 levels in mice. Taken together, these findings identify the gut microbiome as a critical component of the anti-colitic effect of T. spiralis and gives beneficial insights into the processes by which helminth alleviates colitis. Author SummaryInflammatory bowel disease (IBD) encompasses Crohns Disease and Ulcerative Colitis. It affects both children and adults. Reports have highlighted the potential use of helminths or their byproducts as a possible treatment for IBD. Accumulating evidence also suggests that the gut microbiota is a key factor in modulating IBD. In this study, we revealed the protective effect of a prior infection with T. spiralis on DSS-induced colitis in mice. Specifically, T. spiralis infection reshaped the gut microbiome of mice, resulting in an increased abundance of SCFA-producing bacteria Muribaculum and unclassified_Muribaculaceae and thereby producing a larger amount of propionic acid. Furthermore, the gut microbiome modulated by T. spiralis exhibited enhanced goblet cell differentiation and elevated IL-10 levels, ultimately ameliorating experimental colitis. These findings suggest that the modulation of host microbiota during T. spiralis infection plays a crucial role in the suppression of colitis, and any intention-to-treat with helminth therapy should be based on the patients immunological and microbiological response to the helminth.

Autores: Shao Rong Long, H. Sun, M. Jiang, H. R. Zhang, J. J. Wang, Z. X. Liao, J. Cui, Z. Q. Wang

Última atualização: 2024-04-09 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.09.588742

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.09.588742.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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