Deficiența frontierelor de vitamina B12 modifică microbiota intestinală într-un model murin de nutriție pentru colită

Nutriție și microbi

Editat de
Silvia Turroni

Universitatea din Bologna, Italia

Revizuite de
Ravinder Nagpal

Wake Forest School of Medicine, Statele Unite

Nobuhiko Kamada

Michigan Medicine, Universitatea din Michigan, Statele Unite

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

modifică

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Program de biologie celulară, Institutul de cercetare, Spitalul pentru copii bolnavi, Toronto, ON, Canada
  • 2 Divizia de Gastroenterologie, Hepatologie și Nutriție, Departamentul de Pediatrie, Toronto, ON, Canada
  • 3 Departamentul de Medicină de Laborator și Patobiologie, Universitatea din Toronto, Toronto, ON, Canada
  • 4 Fiziologie și medicină experimentală, Institutul de cercetare, Spitalul pentru copii bolnavi, Toronto, ON, Canada
  • 5 Departamentul de Medicină, Departamentul de Biochimie și Științe Biomedicale, Universitatea McMaster, Hamilton, ON, Canada
  • 6 Divizia de Chirurgie Generală și Toracică, Spitalul pentru Copii Bolnavi, Toronto, ON, Canada
  • 7 Farncombe Family Digestive Health Institute, Universitatea McMaster, Hamilton, ON, Canada

Scop: Boala inflamatorie a intestinului (IBD) se referă la un spectru de boli autoimune, care are ca rezultat inflamații intestinale cronice. Descoperirile anterioare sugerează un rol pentru dietă, nutriție și disbioză a microbiotei intestinale atât în ​​dezvoltarea, cât și în progresia afecțiunii. Vitamina B12 este un cofactor cheie al metioninei sintază și este produsă exclusiv de microbi. Lucrările anterioare leagă niveluri crescute de homocisteină, un substrat al metioninei sintază, MetH, la IBD, indicând un rol potențial pentru deficitul de vitamina B12 în leziunile și inflamațiile intestinale. Acest studiu a evaluat rolul vitaminei B12 în modelarea microbiotei intestinale și determinarea răspunsurilor la leziunile intestinale utilizând un model reproductibil de colită murină.

Metode: Au fost evaluate efectele suplimentării și deficienței de vitamina B12 in vivo; Șoarecii C57Bl/6 în vârstă de 3 săptămâni au fost împărțiți în trei grupe de tratament dietetic: (1) suficientă vitamina B12 (50 mg/kg), (2) deficit de vitamina B12 (0 mg/kg) și (3) suplimentată vitamina B12 (200 mg/Kg) pentru o perioadă de 4 săptămâni. Leziunea intestinală a fost indusă cu 2% sulfat de sodiu dextran (DSS) prin apă potabilă timp de 5 zile. Impactul diferitelor niveluri de vitamina B12 dietetice asupra compoziției microbiotei intestinale a fost evaluat folosind secvențierea genei 16S rRNA din probe fecale colectate în ziua 0 și ziua 28 a intervenției dietetice și la 7 zile după inducerea colitei în ziua 38, când sângele și colonul au fost colectate și țesuturi.

Rezultate: Nu s-au găsit modificări semnificative în compoziția microbiotei intestinale a animalelor fără boală ca răspuns la intervențiile dietetice. Prin contrast, după colita indusă de DSS,> 30 de genuri au fost modificate semnificativ la șoarecii cu deficit de vitamina B12. Nivelurile modificate de B12 nu au produs niciun efect semnificativ asupra scorurilor compozite ale activității bolii; cu toate acestea, administrarea unei diete cu deficit de B12 a dus la reducerea deteriorării țesutului epitelial indus de DSS.

Concluzii: Suplimentarea cu vitamina B12 nu modifică compoziția microbiotei intestinale în condiții sănătoase, dar contribuie la răspunsuri microbiene diferențiale și la disbioză intestinală după inducerea colitei experimentale.

Introducere

Boala inflamatorie a intestinului (IBD) cuprinde un spectru de boli intestinale, inclusiv colita ulcerativă și boala Crohn (1) și se caracterizează prin inflamație cronică, recidivantă și remitentă a mucoasei în tractul intestinal (2). Dovezi în creștere asociază dezvoltarea IBD cu diversitatea microbiană redusă a microbiotei intestinale (3) și modificări dietetice (4) la o gazdă susceptibilă genetic (5). Deși cauza directă a dezvoltării IBD nu este încă pe deplin înțeleasă, deficiențele micronutrienților sunt asociate în mod obișnuit cu IBD. În cadrul acestei populații subnutriția este frecvent asociată atât cu aportul alimentar inadecvat, cât și cu absorbția inadecvată din cauza activității bolii intestinale de bază. Prin urmare, s-a presupus că deficiențele micronutrienților joacă un rol fie în dezvoltarea, fie în progresia IBD (6).

Vitamina B12, cunoscută și sub numele de cobalamină, acționează ca o coenzimă a metioninei sintază care catalizează conversia homocisteinei în metionină (7). Deficitul de vitamina B12 duce la hiperhomocisteinemie caracterizată prin niveluri ridicate de homocisteină (8). Hiperhomocistiena este un factor de risc stabilit pentru bolile cardiovasculare și este asociată cu rigiditatea peretelui arterial (9), care este adesea crescută la pacienții cu IBD (10). O asociere a hiperhomocisteinemiei cu IBD a fost, de asemenea, descrisă anterior (11), cu niveluri crescute de homocisteină prezente în țesuturile intestinale ale pacienților cu IBD (atât boala Crohn, cât și colita ulcerativă), comparativ cu mucoasa intestinală prelevată din controale sănătoase (12). Hiperhomocisteinemia poate rezulta și din deficiența de folat, deoarece atât folatul, cât și vitamina B12 sunt cofactori importanți ai metioninei sintazei (13).

Până în prezent, există rezultate contradictorii cu privire la efectele stării vitaminei B12 asupra inflamației intestinale și niciun studiu nu a investigat dacă modificările compoziției microbiomului intestinal sunt asociate cu deficiența vitaminei B12. Benight și colab. (14) au raportat că deficitul de vitamina B12 protejează împotriva colitei induse de DSS la șoareci. Prin contrast, Bressenot și colab. (15) au observat o funcție redusă a barierei intestinale la șobolanii cu deficit de vitamina B12. Un al treilea studiu a constatat variații ale efectelor administrării acute de cobalamină într-un model murin de colită bazat pe starea sa bioactivă: metilcobalamina având mai multe proprietăți antiinflamatorii, în timp ce cianocobalamina sintetică a avut un efect mai pro-inflamator (16).