Dieta fără gluten numai în timpul sarcinii previne eficient diabetul la descendenții de șoarece NOD

1 Institutul Bartholin, Rigshospitalet, 2200 Copenhaga, Danemarca

2 Laboratorul de imunitate celulară specifică, Institutul de microbiologie ASCR, 54922 Praga, Republica Cehă

Abstract

Studiile au documentat că patogeneza diabetului autoimun este influențată de aportul de gluten. Obiective. Pentru a investiga importanța expunerii la gluten în timpul sarcinii și dezvoltarea ulterioară a diabetului autoimun la descendenți. Metode. Șoarecii diabetici neobezi au fost împărțiți în 7 grupuri pentru a primi combinații de dietă fără gluten și dietă standard înainte, în timpul sau după sarcină. Incidența diabetului la descendenți a fost urmărită în fiecare grup (

) timp de 310 zile. Scorul de insulită și expresia intestinală a factorilor de transcripție a celulelor T (RT-QPCR) au fost evaluați la animale din diferitele grupuri de dietă. Rezultate. Dacă mamele au fost hrănite cu o dietă fără gluten numai în timpul sarcinii, dezvoltarea diabetului autoimun la descendenți a fost aproape complet prevenită, cu o reducere a incidenței de la 62,5% la șoarecii consumatori de gluten la 8,3% (

) în grupul fără gluten. Insulele Langerhans au fost mai puțin infiltrate () și expresia intestinală a RORγt (Th17) () redus la șoarecii ale căror mame erau lipsite de gluten în timpul sarcinii. Concluzie. O dietă fără gluten exclusiv în timpul sarcinii previne în mod eficient dezvoltarea autoimună a diabetului la descendenți și reduce insulita și expresia intestinală a RORγt (Th17).

1. Introducere

Expunerea la gluten este un factor important în dezvoltarea diabetului de tip 1 (T1D) [1]. Atât la șoarecii diabetici neobezi (NOD), cât și la șobolanii Biobreeding (BB-), o dietă fără gluten (GF) [2, 3] sau hidrolizată [4] scade semnificativ incidența bolii. La om, o dietă cu conținut scăzut de carbohidrați GF a fost raportată recent pentru a induce remisia unui pacient T1D nou diagnosticat [5], iar secreția de insulină îmbunătățită a fost observată după 6 luni de dietă GF [6]. Apariția autoimunității celulelor beta poate fi legată de vârstă la introducerea cerealelor în dieta sugarilor [7, 8]. Mai mult, un conținut dietetic ridicat de monozaharide crește riscul de a dezvolta T1D [9, 10].

Nu se cunoaște mecanismul prin care gliadina influențează dezvoltarea bolii. Este probabil că imunitatea intestinală este implicată, deoarece noi [11] și alții [12, 13] am raportat că aportul de gluten conferă un profil de citokine proinflamatorii în mai multe populații de celule T reglatoare, inclusiv γδ Celulele T, în țesuturile limfoide mucoase. Este probabil ca aceste modificări să fie facilitate sau chiar dependente de faptul că peptidele glutenice pot transfera epiteliul, lucru pe care l-am demonstrat recent la șoarecii NOD și BALB/c (nepublicat) și care a fost raportat anterior la pacienții cu T1D [14].

De asemenea, este posibil ca un efect direct al peptidelor de gluten asupra celulelor beta să influențeze dezvoltarea bolii. Am arătat că o peptidă gliadină 33-mer poate închide direct canalul K și induce secreția de insulină [15]. Deși nu este clar în prezent dacă gliadina interacționează direct cu canalul K sau dacă semnalul este transmis prin alți receptori, cum ar fi TLR4, această activare celulară ar putea crește riscul dezvoltării bolii prin stresul celulelor beta [16].

Experimentele anterioare cu dieta GF la modele animale de diabet autoimun [2, 3, 17] au fost efectuate la animale expuse la dieta GF atât în timpul sarcinii, cât și în perioada neonatală. Cu toate acestea, potențialul glutenului de a afecta procesul diabetogen pare să fie dependent de momentul introducerii glutenului, atât la animale [12, 13], cât și la oameni [7, 8]. Prin urmare, nu se știe dacă există o perioadă critică, în care efectul unei diete GF este cel mai eficient sau dacă ambele intervale de timp sunt la fel de importante. Acest lucru a fost investigat în acest studiu, care a arătat că dieta GF, exclusiv în timpul sarcinii, depășește cu mult eficiența altor perioade de tratament.

2. Metode

2.1. Animale

Șoarecii au fost păstrați într-o instalație specifică pentru animale fără patogeni (SPF)

grade, ciclu de lumină de 12 h, schimbarea aerului de 16 ori pe oră și umiditate

%) cu acces gratuit la apă și alimente. Cuștile aveau materiale de cuibărit și un adăpost din carton. Experimentele pe animale au fost efectuate cu aprobarea The Animal Experiments Inspectorate (2012-15-2934-00086), iar experimentele au fost reglementate de Directiva 2010/63/UE privind protecția animalelor utilizate în scopuri științifice.

2.2. Dietele

Animalele au primit fie STD, dieta Altromin nepurificată, fie o dietă GF, modificată Altromin (Altromin, Lage, Germania). Ambele diete experimentale au fost adecvate din punct de vedere nutrițional, cu un nivel similar de proteine, aminoacizi, minerale, vitamine și oligoelemente și doar sursa de proteine diferă între diete. Compoziția exactă a dietei STD și GF este dată în tabelul 1. Conținutul de proteine din dieta GF și dieta STD a fost similar (22,7% față de 22,9%). Proteinele din dieta STD au fost derivate din grâu (25%), porumb și soia, în timp ce sursa de proteine din dieta GF a fost proteina din carne și soia. Cele două diete au avut, de asemenea, același conținut de aminoacizi, minerale, vitamine și oligoelemente. Conținutul de gliadină în dieta STD și GF (Tabelul 1) a fost măsurat prin testul GlutenTox ELISA Competitive (Diagnostic Biomedal, Sevilla, Spania). Greutatea șoarecilor a fost monitorizată și ambele grupuri de animale au prezentat o distribuție similară a greutății.

2.3. Incidența diabetului

Femelele NOD au fost inspectate zilnic pentru diabet și începând cu vârsta de 84 de zile au fost testate săptămânal pentru determinarea glicemiei utilizând monitorizarea glucozei FreeStyle Lite (Abbott). Diagnosticul de diabet s-a bazat pe două valori pozitive ale glicemiei> 12 mM cu un interval de două zile. Data primei citiri a glicemiei pozitive a fost utilizată ca dată de debut al diabetului. Șoarecii au fost uciși la debutul diabetului sau la vârsta de 310 zile. Dacă animalele au murit din alte cauze, acest lucru a fost observat, iar valorile au fost excluse la calcularea incidenței.

2.4. Scorul de insulită

Cinci șoareci din fiecare grup au fost folosiți pentru a evalua scorul insulitei. Pancreasul a fost îndepărtat, fixat în paraformaldehidă 4% peste noapte, încorporat în parafină și secționat în 4 μsecțiuni m care au fost ulterior colorate în hematoxilină și eozină. Secțiunile au fost evaluate aleatoriu și orbite prin microscopie. Fiecare secțiune a fost notată de la 0 la 4 conform următoarei scări: (0) insule intacte, (1) peri-insulită, (2) insulită moderată (50% din insulele infiltrate) și (4) insulă distrusă.

2.5. Izolarea ARN-ului

Probele jejunal au fost depozitate în RNAlater (Sigma, SUA) și ARN-ul a fost izolat folosind procedura TRIzol (Invitrogen, SUA). Țesuturile au fost omogenizate cu un Polytron PT10-35 (Kinematica, Elveția) la viteză medie timp de 10 s pe gheață. ARN a fost dizolvat în apă sterilă și precipitat cu acetat de sodiu. Calitatea și concentrația au fost măsurate pe un spectrofotometru NanoDrop 1000 (Thermo Scientific, SUA).