As Doenças Inflamatórias Intestinais resultam de resposta imune desregulada, com o envolvimento da microbiota intestinal, susceptibilidade genética e fatores ambientais, promovendo inflamação crônica e ampla destruição tecidual. Estudos recentes descrevem efeitos do hormônio melatonina (MLT) em doenças inflamatórias, controlando as respostas imunes. Além da ação da MLT sobre o ritmo circadiano de humanos, a molécula pode também modular o ciclo de bactérias intestinais e exercer ação imunomoduladora. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do tratamento com MLT na colite experimental, tanto na fase aguda de indução da inflamação, quanto no período de remissão e reparo tecidual. Além disso, buscamos verificar se a presença da microbiota intestinal modifica a resposta inflamatória frente ao tratamento com o hormônio. Para isso, camundongos machos C57BL/6 foram expostos ao dextran sulfato de sódio (DSS) e tratados com MLT. Em animais avaliados durante a fase aguda, a MLT promoveu aumento do escore clínico, maior número de leucócitos, especificamente, células mononucleares e neutrófilos, no sangue periférico. No cólon, foi observado aumento de fator de necrose tumoral (TNF), em contraste à redução de interleucina 17 (IL-17). Em camundongos avaliados durante a fase de reparo da colite, a MLT levou à maior perda de peso corporal, elevado escore clínico, maior número de células mononucleares e neutrófilos circulantes. Houve maior recrutamento de neutrófilos e macrófagos no cólon, quantificada indiretamente pelos ensaios de mieloperoxidase (MPO) e N-acetilglicosaminidase (NAG), respectivamente. O hormônio promoveu também expressivo aumento de TNF, maior frequência de linfócitos T CD4 ou CD8 de memória efetores e redução da população de células T reguladoras FoxP3+ no baço, além de aumento de linfócitos T CD4 de memória residente nos linfonodos mesentéricos (MLN), na fase de remissão da inflamação. Para averiguar se os efeitos da MLT ocorriam via microbiota intestinal, os camundongos foram submetidos à antibioticoterapia previamente à indução da colite. De fato, os resultados mostraram que os animais tratados com o hormônio, na ausência da microbiota intestinal, apresentaram reversão do fenótipo clínico da doença, em comparação com a fase aguda e remissão da colite. O tratamento com MLT induziu menor perda de peso e escore clínico, além de redução do número de células mononucleares no sangue periférico. No cólon, houve redução de TNF e NAG, enquanto que nos linfonodos mesentéricos, foi observado aumento de células produtoras das citocinas IL-4 e IL-10, em contraste à redução de CD3+CD4+IL-10+ na ausência de antibioticoterapia. As populações de linfócitos de memória não foram mais alteradas em animais com depleção da microbiota. Em ensaios ex vivo, linfócitos do baço e MLN de camundongos sem depleção da microbiota apresentaram maior proliferação celular em relação à frequência proliferativa após a antibioticoterapia. Esses resultados corroboram com os efeitos do hormônio via microbiota intestinal. Em conclusão, nossos resultados mostraram que a MLT agrava a colite experimental, tanto na fase aguda quanto na remissão da inflamação, sendo seus principais efeitos dependentes da microbiota intestinal.

Inflammatory Bowel Diseases result from an unregulated immune response, with the involvement of intestinal microbiota, genetic susceptibility and environmental factors, which together promote chronic inflammation and extensive tissue destruction. Recent studies described the effects of the hormone melatonin (MLT) in inflammatory diseases, controlling immune responses. In addition to the action of MLT on the circadian rhythm of humans, this molecule can also modulate the cycle of intestinal bacteria and exert an immunomodulatory action. In this regard, the aim of this study was to evaluate the influence of MLT treatment on experimental colitis, in the acute phase of inflammation as well as during disease remission and tissue repair. In addition, we investigated the role of the intestinal microbiota in the MLT's modulation of the gut inflammatory response. For that, male C57BL/6 mice were exposed to dextran sulfate sodium (DSS) and treated with melatonin (MLT). In animals evaluated during the acute phase, MLT promoted increased clinical score, besides augmented number of mononuclear cells and neutrophils in the peripheral blood. We also detected a high concentration of tumor necrosis factor (TNF) and reduced interleukin 17 (IL-17) in the colon. During the remission of inflammation, MLT induced greater loss of body weight, increased clinical score and elevated number of leukocytes in the bloodstream, represented by mononuclear cells and neutrophils. Furthermore, there was augmented activity of neutrophils and macrophages in the colon, as detected by myeloperoxidase (MPO) and N-acetylglycosaminidase (NAG) assays, respectively. The hormone also promoted a significant increase in TNF and in the frequency of effector memory T lymphocytes, along with reduced FoxP3+ regulatory T cells in the spleen. In addition, there was an increase in resident memory T CD4 lymphocytes in the mesenteric lymph nodes (MLN), during remission phase. However, in the absence of intestinal microbiota, the inflammatory effects of MLT were milder and mice had a reversal of the disease phenotype. The treatment reduced body weight loss and clinical score. Also, MLT after antibiotic therapy led to a decrease in the number of mononuclear cells in the peripheral blood and to reduced TNF and NAG in the colon. In the mesenteric lymph nodes we observed an increase in cells producing IL-4 and IL-10 cytokines, in contrast to the reduction in CD3+CD4+IL-10+ lymphocytes in mice wih colitis and in the absence of antibiotic therapy. The memory lymphocyte populations were no longer altered in animals with microbiota depletion. Ex vivo assays with lymphocytes from spleen and MLN of colitis mice treated wih MLT showed augmented cell proliferation in contrast to the proliferative frequency after antibiotic therapy. These results corroborate the effects of the hormone via intestinal microbiota. In conclusion, our results showed that MLT aggravates experimental colitis, both in the acute phase and in the remission of inflammation and its main effects depend on the intestinal microbiota.