St. Johns wort attenuates irinotecan-induced diarhea via down-regulation of intestinal pro-inflammatory cytokines and inhibition of intestinal epithelial apoptosis

Diarrhea is a common dose-limiting toxicity associated with cancer chemotherapy, in particular for drugs such as irinotecan (CPT-11), 5-fluouracil, oxaliplatin, capecitabine and raltitrexed. St. John's wort (Hypericum perforatum, SJW) has anti-inflammatory activity, and our preliminary study in the rat and a pilot study in cancer patients found that treatment of SJW alleviated irinotecan-induced diarrhea. In the present study, we investigated whether SJW modulated various pro-inflammatory cytokines including interleukins (IL-1β, IL-2, IL-6), interferon (IFN-γ) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) and intestinal epithelium apoptosis in rats. The rats were treated with irinotecan at 60 mg/kg for 4 days in combination with oral SJW or SJW-free control vehicle at 400 mg/kg for 8 days. Diarrhea, tissue damage, body weight loss, various cytokines including IL-1β, IL-2, IL-6, IFN-γ and TNF-α and intestinal epithelial apoptosis were monitored over 11 days. Our studies demonstrated that combined SJW markedly reduced CPT-11-induced diarrhea and intestinal lesions. The production of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β, IFN-γ and TNF-α was significantly up-regulated in intestine. In the mean time, combined SJW significantly suppressed the intestinal epithelial apoptosis induced by CPT-11 over days 5–11. In particular, combination of SJW significantly inhibited the expression of TNF-α mRNA in the intestine over days 5–11. In conclusion, inhibition of pro-inflammatory cytokines and intestinal epithelium apoptosis partly explained the protective effect of SJW against the intestinal toxicities induced by irinotecan. Further studies are warranted to explore the potential for STW as an agent in combination with chemotherapeutic drugs to lower their dose-limiting toxicities.

Peanut allergens alter intestinal barrier permeability and tight junction localisation in Caco-2 cell cultures

Allergen absorption by epithelia may play an important role in downstream immune responses. Transport mechanisms that can bypass Peyer's patches include transcellular and paracellular transport. The capacity of an allergen to cross via these means can modulate downstream processing of the allergen by the immune system. The aim of this study was to investigate allergen-epithelial interactions of peanut allergens with the human intestinal epithelium.

Fontes de fibra na alimentação do pacu: desempenho, composição corporal e morfometria intestinal

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da utilização de diferentes ingredientes fibrosos nas dietas sobre o desempenho, a composição corporal e a morfometria intestinal de juvenis de pacu. Foram avaliadas cinco dietas isoproteicas (23% de proteína digestível), isoenergéticas (3250kcal de energia digestível/kg) e isofibrosas (9% de fibra bruta), sendo a principal fonte fibrosa de cada constituída por farelo de soja, casca de soja, farelo de girassol e polpa cítrica; esta última em dois níveis de inclusão (30 e 45%). Foram utilizados 300 juvenis de pacu (25,12±0,78 gramas), alojados em 25 aquários (200 litros). Os melhores resultados de crescimento e conversão alimentar foram obtidos com as dietas contendo farelo de soja e farelo de girassol. As dietas contendo casca de soja e polpa cítrica prejudicaram o desempenho dos juvenis de pacu, e o efeito negativo foi acentuado com o aumento da inclusão de polpa cítrica. Além disto, somente nos peixes alimentados com a dieta com 45% de polpa cítrica foi observada diminuição na densidade de vilosidades por área no epitélio intestinal. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que alguns ingredientes fibrosos podem afetar negativamente o desempenho e as características do epitélio intestinal de juvenis de pacu.

Efeitos de fontes protéicas na dieta sobre a morfologia intestinal e o desenvolvimento pancreático de leitões recém-desmamados

Objetivou-se neste trabalho analisar os efeitos do uso de hidrolisado protéico do conteúdo celular de levedura (HPCCL), da proteína isolada de soja (PIS), do hidrolisado protéico de mucosa intestinal de suínos (HPMIS) e do leite em pó integral em substituição parcial ao farelo de soja sobre a morfologia do intestino delgado e o desenvolvimento pancreático de leitões aos 7 e 14 dias pós-desmame. Foram utilizados 44 leitões desmamados aos 21 dias de idade, com peso de 5,5 ± 0,6 kg, alimentados desde o desmame com as seguintes dietas isonutritivas: FS - ração à base de milho e farelo de soja; LPI - ração FS + leite em pó integral; LPI+HPMIS - ração LPI mais HPMIS; LPI+PIS - ração LPI mais PIS; LPI+HPCCL- ração LPI mais HPCCL. Os tratamentos não influenciaram a morfologia intestinal dos leitões, evidenciando que nenhuma das fontes protéicas utilizadas foi capaz de minimizar os efeitos deletérios da mudança da alimentação sobre a vilosidade intestinal. Os animais alimentados com LPI+PIS e LPI+HPMIS apresentaram, aos sete dias pós-desmame, o maior desenvolvimento pancreático. Concluiu-se, portanto, que todas as fontes protéicas estudadas foram igualmente adequadas para a formulação de dietas de desmame.

Glutamina e turnover do carbono da mucosa intestinal de leitões desmamados

Um experimento foi conduzido para verificar a influência da glutamina no turnover do carbono na mucosa intestinal de leitões desmamados. Nove matrizes receberam dietas compostas basicamente de plantas do ciclo fotossintético C4 durante toda a gestação (d‰13C = 17,12) e lactação (d‰13C = -19,26). Os leitões foram desmamados aos 21 dias de idade e 68 deles foram alimentados com ração composta de plantas do ciclo fotossintético C3 (d‰13C = -25,12). Os leitões foram aleatoriamente distribuídos em duas dietas: uma sem suplementação de glutamina; e outra suplementada com 1% de glutamina. Aos 0; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 8; 11; 15, 20; 29 e 46 dias pós-desmame, dois leitões de cada dieta foram abatidos para coleta de amostras da mucosa intestinal, que foram analisadas quanto à composição isotópica de d‰13C e mensurada a velocidade de substituição do carbono no tempo. Os valores da meia-vida do carbono para a mucosa intestinal foram de 6,0 e 3,5 dias para as dietas controle e com glutamina, respectivamente. A glutamina acelerou a velocidade de substituição do carbono na mucosa intestinal, evidenciando sua ação benéfica na recuperação da estrutura do intestino após o desmame.

Dietary intervention with narrow-leaved cattail rhizome flour (Typha angustifolia L.) prevents intestinal inflammation in the trinitrobenzenesulphonic acid model of rat colitis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Velocidade de crescimento, características da carcaça, análise hormonal e morfologia do epitélio intestinal de cordeiros sob dois fotoperíodos

Com o objetivo de avaliar o efeito do fotoperíodo sobre o desenvolvimento de ovinos até o peso vivo em torno de 38-40kg, foram utilizados 26 cordeiros Ile de France x Corriedale, divididos aleatoriamente em 2 grupos: fotoperíodo longo(18h de luz/ 6h de escuridão) e fotoperíodo controle(12h de luz/ 12h de escuridão). Diariamente, dados sobre consumo alimentar foram coletados e, semanalmente, os animais eram pesados e amostras de sangue eram colhidas para dosagem dos níveis plasmáticos dos hormônios Triiodotironina(T3), Tiroxina(T4) e Cortisol. Amostras de jejuno e íleo foram coletadas para análise morfométrica do epitélio intestinal, e foram estudadas características da carcaça. Os cordeiros submetidos ao fotoperíodo longo, apresentaram maior consumo alimentar e maior ganho de peso (P<0,05). Não se verificou diferença significativa nas concentrações plasmáticas dos hormônios estudados, na morfometria intestinal e nas características da carcaça. Concluiu-se que o fotoperíodo longo influencia, positivamente, o desempenho dos cordeiros, sendo esta prática economicamente viável.

Influência de fatores antinutricionais da leucena (Leucaena leucocephala e Leucaena cunningan) e do feijão guandu (Cajanus cajan) sobre o epitélio intestinal e o desempenho de frangos de corte

Um experimento foi conduzido para avaliar a influência de fatores antinutricionais de alguns alimentos sobre o epitélio intestinal e o desempenho de frangos de corte. Foram utilizados 480 pintos de um dia de idade, em um delineamento inteiramente casualizado com quatro tratamentos (A = ração testemunha à base de milho e soja; B = ração contendo Leucaena leucocephala - 6% [LL]; C = ração contendo Leucaena cunningan - 6% [LC] e D = ração contendo feijão guandu - Cajanus cajan - 20% [CC]), quatro repetições e 30 aves por unidade experimental. Houve redução de ganho de peso e aumento da conversão alimentar com a utilização de LL e LC, no período de 1a 21 e de 1a 42 dias de idade. Aos 21 dias de idade, observou-se aumento no tamanho dos vilos do jejuno e na relação vilo:cripta do jejuno e íleo, nas aves que receberam LC. Houve aumento significativo (P<0,05) das células caliciformes no duodeno e jejuno em aves de todos os tratamentos e apenas LL e LC aumentaram as células caliciformes do íleo. Aos 42 dias de idade, houve aumento no número de células caliciformes causado por CC no duodeno e por LL, LC e CC no íleo. O consumo de ração e a profundidade de cripta não foram influenciados. A alteração da morfologia da vilosidade do jejuno, bem como a alteração na relação vilo:cripta no período inicial, influenciou negativamente o ganho de peso e a conversão alimentar nos períodos inicial e total.

Transport of Pru p 3 across gastrointestinal epithelium - an essential step towards the induction of food allergy?

Background Since intestinal absorption of food protein can trigger an allergic reaction, the effect of plant food allergen on intestinal epithelial cell permeability and its ability to cross the epithelial monolayer was evaluated. Objective To study the interaction of Pru p 3 with intestinal epithelium, its natural entrance, analyzing transport kinetics and cellular responses that trigger. Methods This was achieved using Pru p 3, the peach LTP, as a model. Enterocytic monolayers were established by culturing Caco 2 cells, as a model of enterocytes, on permeable supports that separate the apical and basal compartments. Pru p 3 was added to the apical compartment, the transepithelial resistance (TEER) was measured, and the transport was quantified. Results The peach allergen that crossed the cell monolayer was detected in the cell fraction and in the basal medium by immunodetection with specific antibodies and the quantity was measured by ELISA assay. Pru p 3 was able to cross the monolayer without disturbing the integrity of the tight junctions. This transport was significantly higher than that of a non-allergenic peach LTP, LTP1, and occurred via lipid raft pathway. The incubation of Caco 2 cells with Pru p 3 and LTP1 produced the expression of epithelial-specific cytokines TSLP, IL33 and IL25. Conclusion These results suggest that Pru p 3 was able to cross the cell monolayer by the transcellular route and then induce the production of Th2 cytokines. The results of the present study represent a step towards clarifying the importance of Pru p 3 as a sensitizer. Clinical relevance The capacity of food allergens to cross the intestinal monolayer could explain their high allergenic capacity and its fast diffusion through the body associating to severe symptoms.

Ligation of intestinal epithelial CD1d induces bioactive IL-10: Critical role of the cytoplasmic tail in autocrine signaling

The intestinal epithelium is anatomically positioned to serve as the critical interface between the lumen and the mucosal immune system. In addition to MHC class I and II antigens, intestinal epithelia constitutively express the nonclassical MHC molecule CD1d, a transmembrane molecule with a short cytoplasmic tail expressed as a β2-microglobulin-associated 48-kDa glycoprotein and novel β2-microglobulin-independent 37-kDa nonglycosylated protein on intestinal epithelia. At present, it is not known whether extracellular ligands can signal intestinal epithelial CD1d. To define signaling of CD1d cytoplasmic tail, retrovirus-mediated gene transfer was used to generate stable cell lines expressing wild-type CD1d or a chimeric molecule (extracellular CD1d and cytoplasmic CD1a), and surface CD1d was triggered by antibody crosslinking. Although wild-type CD1d was readily activated (tyrosine phosphorylation), no demonstrable signal was evident in cell lines expressing the chimeric molecule. Subsequent studies revealed that anti-CD1d crosslinking specifically induces epithelial IL-10 mRNA and protein and is blocked by the tyrosine kinase inhibitor genistein. Further studies addressing epithelial-derived IL-10 revealed that anti-CD1d crosslinking attenuates IFN-γ signaling and that such attenuation is reversed by addition of functionally inhibitory IL-10 antibodies. These results define signaling through surface CD1d, and, importantly, they demonstrate that this pathway may serve to dampen epithelial proinflammatory signals.

Induction of intestinal epithelial proliferation by glucagon-like peptide 2.

Injury, inflammation, or resection of the small intestine results in severe compromise of intestinal function. Nevertheless, therapeutic strategies for enhancing growth and repair of the intestinal mucosal epithelium are currently not available. We demonstrate that nude mice bearing subcutaneous proglucagon-producing tumors exhibit marked proliferation of the small intestinal epithelium. The factor responsible for inducing intestinal proliferation was identified as glucagon-like peptide 2 (GLP-2), a 33-aa peptide with no previously ascribed biological function. GLP-2 stimulated crypt cell proliferation and consistently induced a marked increase in bowel weight and villus growth of the jejunum and ileum that was evident within 4 days after initiation of GLP-2 administration. These observations define a novel biological role for GLP-2 as an intestinal-derived peptide stimulator of small bowel epithelial proliferation.

Investigation of the absorption pathways of some poorly absorbed drugs using human intestinal (CAC0-2) cell monolayers

Absorption across the gastro-intestinal epithelium is via two pathways; the transcellular and paracellular pathway. Caco-2 cells, when cultured on polycarbonate filters, formed a confluent monolayer with many properties of differentiated intestinal epithelial cells, As a model of human gastro-intestinaJ tract epithelia they were used to elucidate and characterise the transepithelial transport of two protein kinase C inhibitors, N-(3-chlorophenyl)-4-[2-(3-hydroxypropylamino)-4-pyridyl]-2-pyrimidinamin (CHPP) and N-benzoyl-staurosporine (NBS), and the polypeptide, human calcitonin. Lanthanum ions are proposed as a paracellular pathway inhibitor and tested with D-mannitol permeability and transepithelial electrical resistance measurements. The effect La3+ has on the carrier-mediated transport of D-glucose and Sodium taurocholate as well as the vesicularly transcytosed horseradish peroxidase was also investigated. As expected, 2 mM apical La3+ increases transepithelial electrical resistance 1.S-fold and decreases mannitol permeability by 63.0 % ± 1.37 %. This inhibition was not repeated by other cations. Apical 2 mM La3+ was found to decrease carrier-mediated D-glucose and taurocholate permeability by only 8.7 % ± 1.6 %, 26.3 % ± 5.0 %. There was no inhibitory effect on testosterone or PEG 4000 permeability observed with La3+. However, for horseradish peroxidase and human calcitonin permeability was decreased by 98.7 % ± 11.7%, and 96.2 % ± 0.8 % respectively by 2 mM La3+. Indicating that human calcitonin could also be transported by vesicular transcytosis. The addition of 2 mM La3+ to the apical surface of Caco-2 monolayers produces a paracellular pathway inhibition. Therefore, La3+ could be a useful additional tool in delineating the transepithelial pathway of passive drug absorption.

Capacidade de invasão, persistência intracelular e atividade citotóxica de cepas de Aeromonas spp. em modelo celular in vitro e ex vivo

As Aeromonas são consideradas patógenos em potenciais para o homem e animais e estão amplamente distribuídas no ambiente sendo a água e os alimentos importantes veículos de transmissão. Muitos estudos têm demonstrado que a patologia causada pela infecção por Aeromonas é complexa e envolvem inúmeros fatores de virulência, dentre eles a aderência, invasão, enterotoxinas, hemolisinas, exoenzimas, sideróforos, flagelos, formação de biofilme e mecanismos de secreção. No presente estudo, analisamos os mecanismos de patogênese mediados por A. caviae e A. hydrophila, avaliando a participação desses microrganismos nos processos de adesão, invasão, persistência intracelular e citotoxidade celular. Foram utilizados ensaios quantitativos in vitro para testar associação, invasão e persistência intracelular em linhagens celulares HEp-2 e/ou T84. A interação de tecidos intestinais de coelho cultivados in vitro (IVOC) com três cepas de A. caviae originárias de fezes diarréicas também foi avaliada. Observamos que 10 (62,5%) das 16 cepas de Aeromonas spp. de diferentes origens, submetidas aos testes de invasão quantitativos foram capazes de invadir células HEp-2 e T84 em 6 horas de incubação. As cepas positivas nos testes de invasão foram submetidas ao teste quantitativo de persistência em células HEp-2 e sobreviveram no ambiente intracelular por 48 e/ou 72 horas sem multiplicação. A interação de três cepas de A. caviae com a mucosa intestinal de coelho ex vivo resultou em aderência, produção de muco e alterações como, intensa vacuolização e drástica desorganização estrutural que levaram a destruição das microvilosidades intestinais. Este estudo demonstrou que subconjuntos de cepas de A. caviae e A. hydrophila de diversas origens, foram capazes de invadir, persistir ou destruir linhagens celulares in vitro. Nosso estudo também evidenciou que cepas de A. caviae causaram expressivas alterações morfológicas que resultaram na destruição de epitélios intestinais de coelho ex vivo. Finalmente, nossos resultados contribuíram para reforçar o potencial patogênico de cepas de Aeromonas, em especial, as de origem vegetal e clínica.

Dose terapêutica de radiação ionizante induz um fenótipo migratório em células de carcinoma de colon humano (caco-2): vias de sinalização envolvidas

O câncer colo-retal é a terceira neoplasia mais frequente em todo o mundo e a recorrência local e neoplasia refratária são desafios no tratamento do câncer colo-retal após a cirurgia convencional. Com o intuito de controlar a recorrência e aumentar a média de sobrevida dos pacientes, uma estratégia multidisciplinar que combina a radioterapia (RT) e a quimioterapia com o processo cirúrgico tem sido protocolo clínico de escolha. Embora esta combinação seja capaz de otimizar o tratamento, nem todos os pacientes são beneficiados com o protocolo quimio-rádio combinado, uma vez que existem os insucessos terapêuticos relacionados com a incidência de neoplasias secundárias tardias em pacientes que foram submetidos à RT para tratamento de neoplasias anteriores. Além da doença refratária, outro agravante da RT são os efeitos colaterais produzidos pela radiação ionizante (IR), em especial àqueles do trato gastrointestinal. Estes efeitos estão relacionados com alterações da homeostase do epitélio intestinal, através da desorganização dos complexos juncionais. Porém, os mecanismos que medeiam estes efeitos ainda não estão elucidados. Este estudo avaliou as vias de sinalização que medeiam os efeitos da IR em células Caco-2. Foi observado que a IR causa uma desorganização da junção aderente via Src, EGFR e MAPK, sendo estas alterações acompanhadas por desorganização do citoesqueleto de actina em todo o volume celular. Src, EGFR e MAPK participam de maneira diferenciada na modulação destes efeitos. Observamos também que a radiação aumenta a motilidade dessas células via Src e MAPK e não induz alteração na proliferação celular até 48 horas após o tratamento. Este é o primeiro trabalho que correlaciona vias de sobrevivência celular como Src, EGFR e MAPK com alterações nas proteínas de junção aderente, alterações do citoesqueleto e migração celular. Estes eventos são relacionados aos efeitos colaterais primários e tardios induzidos pela IR, e podem favorecer à aquisição de um fenótipo maligno herdável durante o fracionamento de doses na RT, favorecendo a progressão tumoral do câncer colo-retal. Logo, além da correlação das vias de sinalização envolvidas nos eventos induzidos pela IR mostrados neste estudo, os resultados também corroboram para um melhor entendimento da atividade farmacológica dos inibidores químicos utilizados, uma vez que muitos deles encontram-se em fase de ensaios pré-clínicos e clínicos.

A Doença Celíaca

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas