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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.42.2020.tde-19042022-163334
Document
Author
Full name
Jaqueline Marques Santos
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Fonseca, Denise Morais da (President)
Faria, Ana Maria Caetano de
Sato, Maria Notomi
Vieira, Angelica Thomaz
Title in Portuguese
Influência de dieta desbalanceada hipoproteica na imunidade tecido-específica da mucosa intestinal
Keywords in Portuguese
Dieta Hipoproteica
Infecção
Microbiota
Mucosa Intestinal
Tolerância oral 10
Abstract in Portuguese
A manutenção da homeostase nos tecidos de mucosa requer a presença de uma rede de mecanismos imunológicos tecido-específicos que possuem a capacidade de manter a tolerância a antígenos inócuos ambientais e, ao mesmo tempo, induzir respostas efetores eficientes para prevenir a invasão por patógenos. No intestino, em particular, diversos elementos mantêm interações bidimensionais para a manutenção destas respostas imunes homeostáticas tecido-específicas, incluindo a microbiota residente e componentes da dieta alimentar. No entanto, microrganismos (comensais, patobiontes e patógenos) e fatores ambientais, como a dieta (prébióticos, suplementos ou nutrientes), podem causar a quebra da homeostase intestinal. Alterações na dieta, por exemplo, pode promover mudanças na microbiota comensal, acarretando alteração da resposta imune local. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de uma dieta desbalanceada baseada em carboidratos e deficiente em proteínas e lipídeos (que vamos chamar de dieta hipoproteica) na homeostase imunológica intestinal tecido-específica. Para este estudo, camundongos C57BL/6 foram tratados com a dieta hipoproteica -ad libitum durante 6 semanas para avaliação do infiltrado celular na lâmina própria. Os resultados obtidos mostram que o uso de uma dieta hipoproteica, embora não acarrete um quadro de comprometimento significativo, desnutrição ou déficit do desenvolvimento corpóreo do animal, parece alterar a homeostase da mucosa intestinal. Esta alteração foi mais evidente na porção proximal do intestino delgado e foi caracterizada por aumento da presença de um subtipo de DC associado às respostas canônicas intestinais (CD103+CD11b+), assim como aumento da presença de células Treg, Th17 e células associadas a uma resposta do tipo 2 (Eosinófilos, ILC2 e macrófagos M2). Além disso, a dieta estava associada a uma redução de populações celulares de caráter mais inflamatório, como neutrófilos, monócitos, macrófagos M1, ILC3 e células Th1. Para avaliar o impacto funcional destas alterações, os camundongos foram infectados com um inóculo subclínico da bactéria -Yersinia -pseudotuberculosis que não causou doença nos animais alimentados com a dieta controle, mas levou ao déficit de crescimento e desenvolvimento de processo inflamatório crônico na mucosa intestinal. Este efeito não foi dependente da presença de infecção ativa e nem da microbiota alterada pela infecção. Além do comprometimento das respostas contra antígenos de origem infecciosa, o tratamento com a dieta também afetou a maneira como o animal respondeu a antígenos de origem alimentar. Animais tratados com a dieta hipoproteica, quando expostos a Ovalbumina (OVA) pela via oral, exibiram a ativação de linfócitos T específicos para OVA de padrão Treg, Th17 e Th2, ao contrário do grupo controle onde existiu uma polarização exclusiva para um perfil de Tregs. Em conjunto, estes resultados mostram que o uso de uma dieta esbalanceada, mesmo que não cause um quadro de desnutrição aparente, pode levar ao comprometimento da ativação adequada da resposta imune tecido-específica da mucosa intestinal e desenvolvimento de doenças sistêmicas.
Title in English
Local and systemic effects of low-protein unbalanced diets in the gut-mucosa tissue-specific immunity
Keywords in English
Gut Mucosa
Infection
Low-Protein Diet
Microbiota
Oral Tolerance
Abstract in English
Maintaining homeostasis in mucosal tissues requires the presence of a network of tissue-specific immune mechanisms endowed with the ability to maintain tolerance to environmental antigens and, at the same time, to induce efficient effector responses to prevent invasion by pathogens. In the intestine, in particular, several elements maintain bi-dimensional interactions to maintain the tissue-specific immunity, including the resident microbiota and components of the diet. However, microorganisms (commensals, pathobionts and pathogens) and environmental factors, such as diet (prebiotics, upplements or nutrients), can cause the breakdown of intestinal immunehomeostasis. For instance, changes in diet can modify the composition of commensalmicrobiota, impacting on the local immune response. Thus, this study aimed to evaluate the effects of an unbalanced diet based on carbohydrates and deficient in proteins and lipids (which we will call a low-protein diet) in tissue-specific intestinal immune homeostasis. For this study, C57BL/6 mice were treated with a low-protein diet ad libitum for 6 weeks to assess the cellular infiltrate in the lamina propria. The results obtained show that the treatment with a low-protein diet, although it seems not to result in significant malnutrition or deficit in the animal's body development, seems to alter the intestinal mucosal homeostasis. This change was more evident in the proximal portion of the small intestine and was characterized by an increase in the presence of DC subsets associated with canonical intestinal responses (CD103+CD11b+), as well as an increase in the presence of Treg and Th17 cells in parallel with a type 2 innate cell infiltration (Eosinophils, ILC2 and M2 macrophages). In addition, the diet was associated with a reduction in cell populations of a more inflammatory character, such as neutrophils, monocytes, M1 macrophages, ILC3 and Th1 cells. To assess the functional impact of such changes, mice were infected with a subclinical inoculum of the bacterium Yersinia pseudotuberculosis that did not caused disease in animals fed the control diet, but led to deficit in growth and development of a chronic inflammatory process in the gut mucosa. This effect was not dependent nor on the presence of active infection or the microbiota altered by the infection. In addition to the impaired responses to infectious antigens, treatment with the diet also affected responoses to food-borne antigens. Animals treated with the low protein diet, when exposed to oral Ovalbumin (OVA), exhibited activation of specific T lymphocytes for OVA of the Treg, Th17 and Th2 pattern, unlike the control group where there was na exclusive polarization for a Treg profile. Together, these results show that the use of an unbalanced diet, even if it does not cause an apparent malnutrition, can lead to impaired activation of the tissue-specific immune response of the intestinal mucosa and the development of systemic diseases.
 
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Release Date
2024-04-19
Publishing Date
2022-12-09
 
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