¿Pueden los fitoquímicos ayudar a prevenir la inflamación intestinal en lechones?
La diarrea durante el periodo de transición de los lechones continúa siendo un problema muy importante para la industria porcina y puede resultar en pérdidas económicas muy significativas.
EL RETO DE LA INFLAMACIÓN Y E. COLI
Los lechones, tras el destete, son especialmente susceptibles a la invasión por parte de microorganismos patógenos debido a la inmadurez de su función inmunitaria intestinal y al debilitamiento y/o desaparición de los anticuerpos maternales.
Durante esta fase, existe una propensión a la aparición de diarreas causadas por enteropatógenos, lo que puede conducir adeshidratación severa, emaciación y muerte de los lechones.
El principal causante de esta patología es la bacteria Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC) y durante el periodo de transición los lechones quedan muy expuestos.
Los factores de colonización que median en la adherencia de las bacterias a las células del epitelio intestinal son esenciales en el proceso de la diarrea.
ETEC se adhiere a las células del epitelio intestinal tras unirse a receptores específicos, produciendo enterotoxinas estables al calor (ST, incluyendo STa y STb) y enterotoxinas termolábiles.
Las enterotoxinas interrumpen las funciones de las células, estimulan la secreción de fluidos y electrolitos y, eventualmente, causan diarrea.
La infección por ETEC puede: Inducir disbiosis en la microbiota. Provocar autofagia en células del epitelio intestinal. Promover la expresión de citoquinas proinflamatorias a través de las rutas de señalización NF-κB y MAPK.
Para contrarrestar la invasión por ETEC, el epitelio intestinal activa una multitud de mecanismos de defensa innatos.
Las células del epitelio intestinal de los cerdos (IPEC-J2) infectadas por ETEC son las que fundamentalmente están involucradas, tanto en apoptosis como en la respuesta inflamatoria.
El sistema inmunitario de la mucosa intestinal detecta moléculas asociadas al patógeno mediante receptores en la membrana y, vía mecanismos de señalización, estimula la producción de citoquinas proinflamatorias, quimiocinas y péptidos antimicrobianosque ponen en marcha respuestas inmunitarias innatas y adquiridas.
¿CÓMO ESTUDIAR LA INFLAMACIÓN INTESTINAL?
Los lipopolisacáridos (LPS), uno de los componentes principales de la membrana externa de bacterias gram-negativas, inducen una respuesta inflamatoria y estrés oxidativo, utilizándose como modelo para estudiar la respuesta inmunitaria en animales.
La capa de LPS es uno de los componentes principales de la membrana que envuelve a E. coli y, por sí misma, desencadena una fuerte respuesta inflamatoria en las células IPEC-J2 del epitelio intestinal de los cerdos, produciendo diversas citoquinas proinflamatorias que causan inflamación severa.
Numerosos estudios han demostrado que el tratamiento de líneas celulares IPEC-J2 con LPS es un modelo válido para simular la respuesta inflamatoria intestinal causada por una infección bacteriana en porcino, produciendo la liberación de múltiples citoquinas proinflamatorias y la activación de las vías de señalización NF-κB/MAPK.
AFEX® MODULA LA RESPUESTA INFLAMATORIA INTESTINAL
Afex® es un producto natural que contiene un alcaloide utilizado en medicina tradicional para el tratamiento de la diarrea, ejerciendo su efecto parcialmente aumentando la absorción de sodio (Na+) y agua.
Varios trabajos han demostrado la eficacia de Afex® para el tratamiento de colitis aguda y también se ha comprobado que puede utilizarse para el tratamiento efectivo de la inflamación intestinal, inhibiendo:
La destrucción de células intestinales (apoptosis). La expresión de quimiocinas inducidas por LPS en monocitos y macrófagos en sangre. Otros factores involucrados en la inflamación intestinal.
Con el fin de explicar el mecanismo antiinflamatorio de Afex®, se realizaron una serie de pruebas para examinar su efecto en la expresión de citoquinas inflamatorias y proteínas clave en las rutas de señalización NF-κB/MAPK tras estimulación inducida por LPS de células epiteliales intestinales (IPEC-J2). Para ello:
1 Se cultivaron células del epitelio intestinal de lechones (IPEC-J2).
2 Se pretrataron con LPS para establecer el modelo inflamatorio.
3 Se sometieron a varias dosis de Afex®.
Expresión de citoquinas proinflamatorias
IL-1β, IL-6 y TNF-α son citoquinas proinflamatorias que pueden inducir una respuesta inflamatoria severa en células intestinales.
IL-1β promueve el crecimiento y diferenciación celular y apoptosis, e induce respuesta inflamatoria.
IL-6provoca la diferenciación y proliferación de linfocitos y elimina microorganismos patógenos. También protege del daño y muerte celular producido por endotoxinas, reduciendo la expresión de mediadores inflamatorios.
TNF-α promueve la expresión de células endoteliales vasculares en el punto de infección, estimula la producción de IL y quimiocinas, induce agregación de leucocitos y promueve la eliminación de bacterias en el sitio de la inflamación. TNF-α representa la diana de los fármacos que se desarrollan para el tratamiento de la inflamación.
En la Gráfica 1 se observa que la incubación con LPS incrementó de manera efectiva la expresión de IL-1β, IL-6 y TNF-α en las células IPEC-J2, ocasionando un incremento de la expresión de citoquinas inflamatorias. En cambio, con el tratamiento de Afex®, la expresión de las citoquinas en las células IPEC-J2 se vio mitigada de manera muy significativa, obteniendo los resultados más acentuados con las dosis más altas.
Estos resultados indican que Afex® es capaz de regular la respuesta inflamatoria inducida por LPS en células IPEC-J2 mediante la inhibición de la expresión de varias citoquinas proinflamatorias.
Expresión de NF-κB
NF-κB es una familia de factores de transcripción ampliamente presentes en varias células. Está involucrada en la regulación de:
La respuesta inmunitaria celular La respuesta inflamatoria y la apoptosis Otros genes de transcripción
Esta vía puede activarse por varios factores estimulantes (LPS, TNF-α, IL-1β) e inducir expresión de citoquinas proinflamatorias (IL-1β, IL-6, TNF-α).
NF-κB se encuentra normalmente secuestrado por ciertos inhibidores (IκBα es la subunidad principal) en el citoplasma de células cuando no están estimuladas.
En la Gráfica 2se observa que, tras la estimulación de las células IPEC-J2 con LPS, la expresión de IκBα, p-IκBα y p-p65 se incrementó de forma dramática. En cambio, con el tratamiento con Afex® la expresión de IκBα, p-IκBα y p-p65 se redujo significativamente y de forma dosis-dependiente.
Expresión de MAPK
MAPK es una ruta de señalización presente en células eucariotas que media entre la señalización extracelular (hormonas, citoquinas y factores de crecimiento) y su correspondiente respuesta intracelular, y regula los procesos de crecimiento celular, diferenciación, migración e inflamación.
Existen cuatro grupos MAPK: ERK, ERK5, JNK y p38.
Las citoquinas inflamatorias, factores de crecimiento y el estrés celular pueden activar la ruta MAPK y regular posteriormente la expresión de citoquinas inflamatorias.
En la Gráfica 3 se muestra que Afex® inhibió de forma efectiva los niveles de expresión proteica de p-ERK ½, p-JNK, p38 y p-p38 de la ruta de señalización MAPK en células IPEC-J2 inducidas por LPS.
En resumen, estos estudios demuestran que Afex® es capaz de prevenir de manera efectiva la respuesta inflamatoria inducida por lipopolisacáridos de E. coli (LPS) en células del epitelio intestinal porcino (IPEC-J2) y que el mecanismo antiinflamatorio de Afex® se relaciona con:
La inhibición de la expresión de citoquinas proinflamatorias IL-1β, IL6 y TNF-α. La inhibición de proteínas clave de las rutas de señalización NF-κB y MAPK.
Los resultados de estos trabajos sugieren que Afex® es un producto de origen natural muy efectivo para prevenir y controlar la inflamación intestinal y la diarrea postdestete causada por E. coli en cerdos.
