Resumen Ejecutivo: Las enfermedades crónicas no transmisibles (ECNT) son un problema de salud pública a nivel mundial. Las ECNT, incluidas obesidad, hipertensión, síndrome metabólico, cáncer, comparten características en relación a cambios en la microbiota intestinal asociados con un incremento de la permeabilidad del epitelio intestinal.
Dentro de este contexto, los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como el butirato, contribuyen al desarrollo normal y mantenimiento del epitelio y del sistema inmune del intestino. Además está claramente establecido que los AGCC son el principal vínculo entre la dieta, la microbiota y el estado de salud de los individuos. Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevas herramientas para estudiar y modificar positivamente el metabolismo y la composición de la microbiota intestinal y de esta manera contribuir a la búsqueda de alternativas de tratamiento para diversas ECNT. El objetivo de la presente propuesta es establecer un sistema que permita evaluar sistemáticamente los efectos que ejerce el butirato producido por una cepa probiótica de Saccharomyces boulardii, sobre la estructura y la función del epitelio intestinal así como de monocitos/macrófagos en un modelo in vitro de cultivo celular dual. Con este propósito, inicialmente se ensamblarán variantes de la vía biosintética de butirato en S. boulardii y se seleccionará la mejor productora con base en un sistema reportero que en respuesta a la presencia de butirato active la expresión de una proteína fluorescente. Simultáneamente, se cuantificará el butirato producido a través de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). Además, se establecerá un sistema de cultivo dual de células epiteliales intestinales (CEI) y monocitos/macrófagos que será utilizado para determinar el efecto de butirato producido por S. boulardii en la morfología y funcionalidad del cultivo dual. Específicamente, se determinará la diferenciación de las CEI y la formación de una monocapa de CEI mediante la medición de la resistencia eléctrica transepitelial (TEER por sus siglas en inglés) y la expresión de proteínas presentes en las uniones ocluyentes (ocludina, zonula ocludens-1 (ZO-1), del receptor polimérico de inmunoglobulinas-transportador de IgA (pIgR)) y la formación de microvellosidades intestinales por microscopía electrónica, microscopía confocal e inmunocitoquímica. Se espera que el butirato producido por S. boulardii contribuya positivamente en la diferenciación de las CEI aumentando, la expresión de ocludina, ZO-1, pIgR, y las microvellosidades intestinales, y disminuyendo los valores de TEER y la permeabilidad de la monocapa de CEI. Los resultados de esta investigación contribuirán al desarrollo de un modelo experimental, que permita evaluar sistemáticamente el papel de diversos metabolitos y/o componentes de la microbiota intestinal en la estructura y función del epitelio, así como de las células inmunes intestinales.
Objetivos General: Evaluar el efecto del butirato producido por Saccharomyces boulardii en la estructura y función del epitelio intestinal y macrófagos en un modelo in vitro de cultivo celular.
Objetivos Específicos:
- Construir la red metabólica in silico de S. boulardii para modelaje matemático.
- Seleccionar genes candidatos para la construcción de la vía sintética de producción de butirato.
- Construir la vía sintética de producción de butirato en S. boulardii.
- Evaluar la producción de butirato en S. boulardi.
- Establecer un sistema de cultivo dual de células epiteliales intestinales y monocitos/macrófagos.
- Evaluar la morfología y funcionalidad del cultivo dual en presencia o ausencia de S. boulardi modificados para la producción de butirato.
Instituciones Participantes:
UTE, UTA, ESPE.
Participantes:
Director del proyecto Linda Priscila Guamán Bautista
- Linda Priscila Guamán Bautista
- Angel Oswaldo Cargua García
- Carlos Arturo Barba Ostria
- Erika Belén Muñoz Salazar
- Federico José Zertuche Dulbeco
- Orestes Darío López Hernández
- Rodrigo Marcelo Grijalva Silva
- Lizeth Andrea Salazar Anchundia
Presupuesto adjudicado: $63600
Estado del proyecto: Firma de convenios.
