Modulación de genes y miRNAs desregulados en la enfermedad inflamatoria intestinal por vesiculas extracelulares de probióticos y microbiota comensal

[spa] La microbiota intestinal es importante para desarrollo del sistema inmunológico y la modulación de la barrera epitelial intestinal. La disbiosis, un desequilibrio en la microbiota, altera la homeostasis intestinal y contribuye a enfermedades como la EII. La composición de la microbiota está in...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Olivo Martínez, Yenifer
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2024
País:España
Institución:Universidad de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de la UB
OAI Identifier:oai:diposit.ub.edu:2445/220541
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2445/220541
http://hdl.handle.net/10803/694285
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Malalties inflamatòries intestinals
Microbiota intestinal
Pèptids
Micro RNAs
Inflammatory bowel diseases
Gastrointestinal microbiome
Peptides
MicroRNAs
Descripción
Sumario:[spa] La microbiota intestinal es importante para desarrollo del sistema inmunológico y la modulación de la barrera epitelial intestinal. La disbiosis, un desequilibrio en la microbiota, altera la homeostasis intestinal y contribuye a enfermedades como la EII. La composición de la microbiota está influenciada por el perfil genético del huésped, y ciertos polimorfismos se han asociado con la EII. Una respuesta inmunitaria desregulada del huésped a la microbiota agrava esta patología. En consecuencia, se han desarrollado diversas estrategias terapéuticas orientadas al microbioma para restaurar la homeostasis intestinal en estos pacientes. En particular, los postbióticos, especialmente las vesículas extracelulares (EVs) derivadas de cepas probióticas, emergen como tratamientos prometedores para la EII. En este contexto, nuestro grupo de investigación ha demostrado propiedades beneficiosas de las EVs derivadas de bacterias intestinales, especialmente del probiótico E. coli Nissle 1917 (EcN) y la cepa comensal EcoR12. Sin embargo, se requieren más investigaciones para comprender el papel de los postbióticos, en particular las EVs de probióticos, en el tratamiento de la EII. Por lo tanto, objetivo principal de esta tesis fue evaluar los mecanismos moleculares que subyacen al efecto de las EVs de probióticos y microbiota en la modulación de genes y miRNAs desregulados en la EII. En primer lugar, evaluamos los mecanismos moleculares implicados en la modulación de la integridad y reparación de la barrera intestinal por EVs de la microbiota mediante la regulación diferencial de miR-7-5p y su diana TFF3, ambos desregulados en EII (Capítulo 1). Empleamos un modelo in vitro de células LS174T estimuladas con EVs de la microbiota, evaluando la expresión de genes y miR-7-5p mediante RT-qPCR e inhibidores de TLR2 o PI3K. Posteriormente evaluamos el impacto en la función de la barrera epitelial usando medios condicionados de LS174T para tratar monocapas de Caco-2, analizando la expresión y distribución de proteínas de unión estrecha y mediante ensayos de curación de heridas. Los resultados mostraron una regulación diferencial de TFF3 en LS174T mediante EVs de EcN y EcoR12. Las EVs de EcN activaron la producción de TFF3 mediante TLR2 y regularon negativamente miR7-5-p mediante la vía de señalización PI3K. En consecuencia, el TFF3 secretado en respuesta a las EVs de EcN promovió el refuerzo de la barrera epitelial y la curación de heridas. Las EVs de EcoR12 no desencadenaron estos efectos. A continuación, nos centramos en genes y miRNAs del sistema serotoninérgico, un mediador clave de la función intestinal. La serotonina modula el sistema nervioso entérico, respuestas inmunes, inflamación, motilidad intestinal e integridad de la barrera. Utilizamos un modelo in vitro de células Caco-2 tratadas con IL-1β para inducir inflamación y evaluamos el impacto de las EVs de EcN y EcoR12 en la modulación de genes serotoninérgicos (Capítulo 2). Los efectos se evaluaron con RT-qPCR, ELISA y microscopía confocal de inmunofluorescencia, cuantificando citocinas proinflamatorias, enzimas de estrés oxidativo, así como las alteraciones inducidas por IL-1β en las uniones estrechas epiteliales y la regulación postranscripcional de SERT por miR-24 y miR-200a. Los resultados muestran que las EVs de EcN atenúan las alteraciones inducidas por IL-1β, afectando el metabolismo de la serotonina, el estrés oxidativo y la integridad de la barrera epitelial. Además, regulan SERT, miR-200a y miR-24, sugiriendo su potencial como postbiótico en la EII. Finalmente, evaluamos si las EVs de las cepas en estudio pueden contrarrestar o prevenir la expresión alterada del transportador PepT1 en condiciones inflamatorias mediante la regulación de miR-92b y miR-193a-3p, importantes para la homeostasis intestinal (Capítulo 3). Analizamos la regulación de PepT1 por EVs en células Caco-2 en un modelo de inflamación inducida por IL-1β. Evaluamos los niveles relativos de mRNA, miRNAs reguladores con RT-qPCR, y la proteina mediante ELISA y microscopía confocal. También evaluamos el impacto de EVs de EcN y EcoR12 en la expresión de PepT1 inducida por Tri-DAP. La regulación positiva de miR-193a-3p por EVs de EcN contribuye a la mejora de la inflamación intestinal y la restauración de la homeostasis mediante la regulación positiva de miR-193a-3p que desencadena la inhibición de PepT1. En conclusión, las EVs de la cepa probiótica EcN muestran un potencial significativo como postbiótico en el tratamiento de la EII.

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