Evaluación del efecto de pediococcus pentosaceus sobre la función de barrera intestinal en un modelo in vivo de colitis ulcerosa aguda

RESUMEN Objetivo: Evaluar el efecto de diferentes dosis de Pediococcus pentosaceus sobre los síntomas de la colitis así como en la función de barrera en un modelo in vivo de colitis ulcerosa aguda inducida con dextrán sulfato de sodio (DSS) Metodología. La colitis aguda fue inducida en ratones BALB/c con la administración de DSS en el agua para beber ad libitum por 7 días. En el día 2 durante la inducción de la colitis, cuatro grupos recibieron diferentes dosis de P. pentosaceus por vía oral por día, un grupo recibió un pre-tratamiento de 7 días antes y después de la inducción de la colitis. Se evaluó la severidad de la colitis basado en el índice de actividad de la enfermedad (IAE), la longitud del colon y el daño histológico, también se evaluó la permeabilidad intestinal al dextrán-isotiocianato de fluoresceína en el modelo in vivo de colitis aguda y se determinaron los niveles séricos de citocinas (IL-4, IL10, IL-6 y TNF), así como los niveles de lactobacilos y coliformes totales. En este estudio también se observó la expresión de las proteínas de uniones estrechas Claudina- 2 y Ocludina. Resultados: El tratamiento y el pre-tratamiento con P. pentosaceus a la dosis de 1x1010 UFCs retrasó la aparición de diarreas, hemorragias y el Indice de la actividad de la enfermedad, a su vez mejoró la longitud del colon y disminuyó la permeabilidad intestinal comparado con el grupo DSS. Los niveles de citocinas inflamatorias IL-6 y TNF fueron disminuidos, además P. pentosaceus restauró la disrupción de las proteínas de uniones estrechas disminuyendo la expresión de Claudina-2 e incrementando la de ocludina. Adicionalmente, el tratamiento con P. pentosaceus modificó la microbiota fecal incrementando el número de lactobacilos, mientras que los niveles de coliformes fueron disminuidos. Conclusión: Pediococcus pentosaceus a la dosis de 1x1010 UFCs mejoró la severidad de la colitis aguda inducida con DSS y mejoró la función de barrera epitelial y esto se debió a la diminución de la respuesta inflamatoria, así como por la disminución de bacterias enteropatógenas y al mejoramiento de la distribución de las uniones estrechas. Por lo anterior, Pediococcus pentosaceus puede ser un tratamiento prometedor para la colitis ulcerosa.

ABSTRACT Aims: To evaluate the effect of different doses of P. pentosaceus on colitis symptoms as well as in the intestinal barrier function in an in vivo model of acute ulcerative colitis induced with dextran sodium sulfate (DSS). Methodology: Acute colitis was induced in BALB/c mice via the administration of 3.5% DSS in drinking water administered ad libitum for 7 days. On day 2 during the induction of colitis, four groups received different doses of Pediococcus pentosaceus (1×107, 1×108, 1×109, and 1×1010 Colony Forming Units (CFUs)) via gastric tube once per day, one group received a pre-treatment 7 days before and after of the induction of colitis. We assessed the severity of colitis based on disease activity index (DAI), colon length and histological damage; colonic permeability to fluorescein isothiocyanate–dextran (FITC-dextran) was measured in vivo. The expression of the tight junction proteins Claudin-2 and Occludin was also observed in this study. Results: The treatment and pre-treatment with P. pentosaceus at the dose of 1x1010 CFUs delayed the appearance of diarrhea and hemorrhages and the index of the activity of the disease, in turn, improved the length of the colon and decreased the intestinal permeability compared with the DSS group. The levels of inflammatory cytokines IL-6 and TNF were substantially attenuated, in addition P. pentosaceus restored the distress of the tight junction proteins decreasing the expression of Claudin-2 and increasing occludin expression. Additionally, the fecal microbiota showed an enrichment in the abundance of Lactobacilli, while the levels of coliforms were diminished Conclusion: Pediococcus pentosaceus at the dose of 1x1010 UFCs improved the severity of acute colitis induced with DSS and improved the epithelial barrier function was mediated via improving tight junction proteins and down-regulating the inflammatory response, as well as the decrease of enteropathogenic bacteria. Therefore, P. pentosaceus could be a promising probiotic in ulcerative colitis