La vomitoxina, conocida como deoxinivalenol (DON), es una de las varias micotoxinas producidas por varias especies de Fusarium que con frecuencia crecen en la materia prima (maíz, trigo, etc.) durante el almacenamiento.
Es perjudicial para la salud humana y el desarrollo de la cría de animales.
El DON muestra efectos citotóxicos, genotóxicos y antiproliferativos visibles en las células intestinales, que afectan la distribución del ciclo celular, inducen apoptosis e inhiben la síntesis de biomacromoléculas.
Estos efectos se producen después de la ingestión de alimentos contaminados de los cereales afectados, como náuseas, vómitos, diarrea, dolor abdominal, dolor de cabeza, mareos y fiebre temporales agudos, siendo el tracto gastrointestinal el principal objetivo en los animales criados.
El DON también inhibe la absorción de nutrientes y daña las células epiteliales intestinales y eventualmente afecta la deposición de material.
La autofagia es un proceso catabólico destinado a reciclar componentes celulares y orgánulos dañados en respuesta a diversas condiciones de estrés, como privación de nutrientes, infección viral y estrés genotóxico.
Está regulada positivamente por factores estresantes celulares para mejorar la supervivencia celular.
Anteriormente, descubrimos que la autofagia juega un papel crucial en el mantenimiento de la homeostasis de las células epiteliales intestinales bajo estrés por DON y que el DON induce la autofagia en las células intestinales del cerdo (IPEC-J2).
La desactivación del gen ATG5 provocó una deficiencia de autofagia y un aumento de la apoptosis a través de la generación de especies reactivas de oxígeno, lo que sugiere que la autofagia de las células intestinales es esencial para proteger contra el DON.
Es de interés comprender el papel de la autofagia en la función de barrera intestinal, la inmunidad y la inflamación después de la exposición al DON in vivo .
Intentamos intervenir en la autofagia utilizando el activador de la autofagia rapamicina (RAPA) y el inhibidor de cloroquina (CQ) para comprender la relación entre la autofagia y las micotoxinas en lechones.
RAPA, un antibiótico macrólido, es un inhibidor ampliamente utilizado de la diana de la rapamicina en mamíferos (mTOR), que induce autofagia en una variedad de tipos de células, mientras que CQ es un inhibidor de la autofagia en etapa tardía, que inhibe el flujo autofágico bloqueando la fusión de autofagosomas y lisosomas.
Los dos reactivos, RAPA y CQ, se han utilizado a menudo para mediar la autofagia en el animal. [registrados]
En este informe, después de probar diferentes dosis, elegimos la concentración óptima (1 mg/kg para RAPA y 10 mg/kg para CQ), que logra mediar el nivel de autofagia intestinal y mostró un rendimiento de crecimiento diferente, para examinar el efecto de la modulación de la autofagia como estrategia de protección en el estrés por micotoxinas.
Estos hallazgos proporcionaron evidencia de los roles de RAPA y CQ en lechones expuestos a DON e indicaron un vínculo entre la autofagia y la alteración de la respuesta inflamatoria, así como la morfología intestinal in vivo .
A través de este experimento, el DON indujo la autofagia de las células intestinales, pero la autofagia excesiva debido a la adición de RAPA no proporcionó protección y, en cambio, agravó los trastornos intestinales e indujo niveles más altos de citocinas proinflamatorias tanto en la sangre como en el tejido intestinal.
Mientras tanto, CQ redujo la autofagia y alivió el daño por toxinas y la condición inflamatoria en relación con el grupo de control.
Métodos
Un total de 32 lechones destetados sanos se dividieron en cuatro grupos y se trataron diariamente con RAPA (1 mg/kg de peso corporal), CQ (10 mg/kg de peso corporal) o un volumen de control de solución salina normal (dos grupos) hasta el final del experimento.
Después de alimentar una dieta basal durante siete días, tres grupos se cambiaron a alimento enmohecido que contenía 1 mg/kg de DON durante otros siete días.
Resultados
A diferencia del grupo de control, los lechones tratados con DON mostraron una disminución de la ganancia diaria promedio (ADG) y la ingesta diaria de alimento (ADFI), así como una morfología intestinal afectada negativamente según lo indicado por la altura de las vellosidades, la profundidad de las criptas y la expresión de proteínas de unión estrecha.
El grupo tratado con RAPA y DON mostró un aumento de la autofagia intestinal, respuestas inflamatorias agravadas y daño a la mucosa intestinal y la permeabilidad, lo que condujo a una reducción del rendimiento del crecimiento.
El grupo tratado con CQ y DON mostró índices comparables a los del grupo de control sin DON, con citocinas inflamatorias aliviadas y una estructura y morfología intestinal saludables.
También mostraron un mejor rendimiento de crecimiento en comparación con el tratamiento con DON solo.
En resumen: Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para mediar en la autofagia contra micotoxinas (DON) in vivo , así como el potencial de CQ para mejorar el rendimiento del crecimiento y mantener la integridad de la barrera intestinal en lechones destetados.
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