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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/47000
Tipo: | Tese |
Título: | Dieta deficiente em doadores de metil altera a dinâmica da célula tronco intestinal e aumenta a profundidade de cripta no intestino delgado: estudo em modelo in vivo e em organóides intestinais |
Título em inglês: | Methyl donor-deficient diet changes the dynamics of intestinal stem cell and increases crypt depth in the small intestine: study in vivo and intestinal organoids models |
Autor(es): | Silva, Antonio Vinicios Alves da |
Orientador: | Bindá, Alexandre Havt |
Palavras-chave: | Organoides;Metilação;Células-Tronco;Ácidos Pteroilpoliglutâmicos |
Data do documento: | 22-Out-2019 |
Citação: | SILVA, A. V. A. Dieta deficiente em doadores de metil altera a dinâmica da célula tronco intestinal e aumenta a profundidade de cripta no intestino delgado: estudo em modelo in vivo e em organóides intestinais. 2017. 125f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. |
Resumo: | Em populações infantis de países em desenvolvimento a alta prevalência de déficit de desenvolvimento físico e cognitivo são associadas com alterações histológicas encontradas no intestino delgado. Tais problemas estão inseridos num ambiente de desnutrição, onde a deficiência de micronutrientes desempenha grande relevância. Com base no exposto o presente trabalho teve por objetivo investigar o efeito da deficiência de doadores de metil in vivo sobre a microestrutura do intestino delgado, verificando como estes afetam a dinâmica da célula tronco intestinal (CTI) in vitro. Camundongos grávidas foram randomizadas em grupos que foram expostos a uma das quatro diferentes dietas: dietas controle CD- e CD+; dietas isocalóricas deficiente em doadores, MDD- e MDD+. +/- indica presença/ausência de sulfametoxazol na formulação. Os filhotes foram amamentados pelas respectivas mães e registrou-se consumo de alimentos, peso, crescimento, folato sérico e morfologia da cripta intestinal. Após sacrifício, cultivou-se enteróides a partir da cripta intestinal isolada. Resultados revelaram proeminente redução de peso e crescimento dos animais expostos a dieta deficiente de doadores metil (MDD+ e MDD-) em relação aos controle (p<0,05) e significativo aumento da profundidade de cripta no jejuno em animais alimentados com dieta deficiente associada ao sulfametoxazol. Tais alterações estiveram associadas a reduções importantes de folato sérico no grupo MDD+. Enteróides de animais expostos à dieta deficiente apresentaram reduzido número do domínio de cripta e menor taxa de sobrevivência associadas à reduzida quantidade de células proliferativas marcadas com EdU. Em enteróides cultivados em meio deficiente de doadores metil, PCR-arrray mostrou expressivo aumento de Atoh1 (p=0.02) em relação aos cultivados em meio regular, indicando expansão do pool de progenitores comprometidos com a linhagem secretória. Não se verificou diferenças de transcrição para Lgr5; contudo, a redução transcricional de Lrig1 (p=0.0460), Ascl2 (p=0.002) e Sox9 (p=0.009) sugerem que a via Wnt encontra-se prejudicada. A metilação do DNA mostrou que, em relação ao controle, enteróides cultivados em meio reduzido em doadores metil apresentaram menor percentil de metilação dos genes relacionados a produção de mucinas intestinais B4Galnt1 e Phospho1, alteração epigenética associada a menor expressão de tais genes. Do exposto conclui-se que no modelo utilizado a deficiência de doadores de metil é condição causal suficiente para induzir, em nível tecidual, alterações histológicas intestinais associadas a redução de peso e crescimento. A nível celular tais alterações estão relacionadas a função prejudicada da CTI alterando também a composição celular no eixo cripta-vilus com maior predomínio da linhagem progenitora secretória. De forma geral, todas as alterações encontradas harmonizam-se com o papel bem delineado do folato e demais doadores de metil como cofatores essenciais a síntese, maturação e metilação de DNA. |
Abstract: | In child populations of the developing world, physical and cognitive development impairment are highly prevalent and are accompanied by altered small intestinal (SI) morphology. Such problems occur in an environment of malnutrition, a context where micronutrient deficiency plays a major role. Based on the above, the objective of this study was to investigate the effect of the deficiency of methyl donors (folate and choline) in vivo on the structure of the small intestine, verifying the impact of those nutrients on the intestinal stem cell (ISC) dynamics in vitro. We randomized pregnant dams to one of four different diets: control diet CD- and CD+; isocaloric methyl donor deficient diet, MDD- and MDD+. +/- means presence or absence of sulfamethoxazole in the formulation. We weaned pups to their dam's diet and measured growth, folate status and SI crypt morphology. Following the sacrifice, enteroids were cultured from the isolated intestinal crypt to assess ISC dynamics. Our results reveal a prominent reduction in weight and growth of the animals exposed to the MDD as well as significant increase of crypt depth in the jejunum and ileum segments of those animals. Such alterations were associated with significant reductions in serum folate and increase in red blood cell size mainly in animals exposed to a deficient antibiotic diet (MDD+). Enteroids from animals exposed to deficient diet showed reduced number of crypt domain and lower survival rate associated with reduced amount of EdU-tagged proliferative cells. PCR-arrray showed a significant increase of Atoh1 suggesting expansion of the pool of progenitors compromised with the secretory lineage. Reduction of the transcriptional of Lrig1, Ascl2 and Sox9, a subset of Wnt signaling target genes suggest that pathway is impaired. The impaired ISC function found in the enteroids from MDD- can be explained by the reduction of the quiescent ICS markers while Lgr5, the main marker for high cycling ICS, was intact. In comparison to the control, methylation of DNA in the ISC showed that enteroids cultivated in medium with low levels of methyl donors presented lower percentile of methylation of the genes involved in the production of intestinal mucin B4Galnt1 and Phospho1 in the 3'CGI, an epigenetic alteration associated to lower expression of those genes. From the above, we conclude that in the model used the deficiency of methyl donors is a sufficient causal condition to induce at the tissue level intestinal histological alterations associated with weight and growth impairment. At the cellular level, such alterations are related to impaired ISC function, also altering the cellular composition in the crypt-villus axis with greater predominance of the secretory progenitor lineage. At the molecular level the alterations found were related to the reduction of DNA methylation in genes involved with mucin production. In general, all the changes found harmonize with the well-delineated role of folate and other methyl donors as essential cofactors for synthesis, maturation and methylation of DNA. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/47000 |
Aparece nas coleções: | PPGF - Teses defendidas na UFC |
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