los β-glucanos tienen diversas funciones biológicas, como mejorar el entorno intestinal, modular la inmunidad y aumentar la capacidad antioxidante. El efecto protector contra el deoxinivalenol (DON) (una micotoxina inmunotóxica) de una fracción purificada de levadura enriquecida con β-glucanos se probó en modelos porcinos in vitro y ex vivo
vivo.
Entre las micotoxinas, el DON es una de las más prevalentes y está presente en todo el mundo en los piensos. Los piensos contaminados con DON pueden ser responsables de varios efectos adversos con un gran impacto en la salud y la producción animal. Una vez ingerido por los animales, el DON interactúa inicialmente con el epitelio intestinal, provocando daños intestinales y alteraciones de la función inmunitaria. Los cerdos son los animales más sensibles al DON. El uso de agentes detoxificantes de micotoxinas como aditivos para piensos es ventajoso para reducir los efectos tóxicos de las micotoxinas en los cerdos y, al mismo tiempo, puede reducir el desperdicio de cosechas y permitir un uso más sostenible de los piensos. Existen muchos mecanismos por los que los agentes detoxificantes de micotoxinas atenúan los efectos tóxicos de las micotoxinas en los animales. Uno de esos mecanismos es la adsorción, en la que la micotoxina interactúa con otra molécula (adsorbente) convirtiéndose en no absorbible por el organismo del animal. Otro mecanismo consiste en utilizar estos agentes para reforzar la función inmunitaria y la salud intestinal, haciendo que el animal sea menos susceptible a los efectos tóxicos de las micotoxinas. Por lo tanto, nos centramos en el uso de Safglucan, una fracción de levadura patentada enriquecida con β-glucanos, para reducir la inflamación inducida por DON, y mejorar la integridad intestinal y, en última instancia, mejorar la salud animal. Teniendo en cuenta que el DON, una vez ingerido por el animal, interactúa inicialmente con el epitelio intestinal provocando daños intestinales, se han utilizado modelos centrados en la integridad de este epitelio y la función inmunitaria. El estudio se realizó in vitro en células intestinales porcinas IPEC-J2 y ex vivo en explantes de yeyuno porcino.
Efecto del DON en las células IPEC-J2
La función de barrera intestinal se mantiene gracias a estructuras intercelulares como las uniones estrechas. La resistencia eléctrica transepitelial (TEER) se considera un indicador de la integridad epitelial y, por tanto, de la organización de las uniones estrechas. Demostramos una reducción de la TEER de la línea celular IPEC-J2 después de la exposición al DON con una disminución del 50% en las células tratadas con DON en comparación con las células de control. La adición de Safglucan, limita la disminución de la TEER en presencia de DON con sólo un 25% de disminución en comparación con las células control después de 8 horas de exposición. Ilustración en microscopía electrónica del impacto de DON en la integridad epitelial de las células IPEC-J2 se muestra en la Figura 1.
Figura 1 – Efecto del DON y de las fracciones de levadura sobre la integridad de la barrera intestinal captado mediante microscopía de fluorescencia. Las imágenes se tomaron tras 24 horas de exposición a 10µM de DON.
Las citoquinas desempeñan un papel importante en la respuesta inmunitaria e inflamatoria tras la exposición a DON. Por lo tanto, su equilibrio es importante para la protección contra DON. Con el fin de evaluar la actividad pro-inflamatoria ejercida por DON en las células intestinales, se midieron los niveles de expresión de IL-8 mRNAs. Después de 24 h de exposición a DON, se observó un aumento significativo en la expresión de IL-8 (aumento x8,2 veces). En presencia de la fracción de levadura, el aumento de la expresión de IL-8 fue significativamente menos marcado (aumento x4,2 veces).
Estos efectos se observaron tras la exposición a DON y eran esperados y consistentes con estudios previos IPEC-J2 así como lesiones necróticas del tracto gastrointestinal reportadas en estudios de toxicidad crónica o aguda.
Figura 2 – Efecto del DON y de las fracciones de levadura sobre la expresión de diferentes genes en explantes de cerdo.
Efecto del DON en el explante yeyunal porcino
El efecto de DON en el desarrollo de la inflamación se investigó mediante la medición de los niveles de expresión de ARNm de genes inflamatorios como la interleucina-1 beta (IL-1β), interleucina-8 (IL-8), IL-10, IL-17a, IL-1αcCL20, PTGS2, TNFAIP3, FOSL1, y también genes de proteínas de unión estrecha como claudina 2, claudina 4 y cadherina E, así como genes de defensina (DEF β1, DEF β2 y DEF β3). Los resultados se muestran en la Figura 2. Como era de esperar, la exposición de los explantes con 10 μM DON durante 4h conduce a un aumento en la producción de transcripciones de genes relacionados con la inflamación. Así, observamos un aumento significativo en la producción de transcritos para los siguientes genes: IL-1β, IL-8, IL-17a, IL-1α, FOSL1, TNFAIP3, PTGS2 e IL-10. Ha habido una tendencia hacia un aumento en la producción de transcritos para los genes CCL20 e IL-22 en respuesta a la exposición de los explantes con 10 μM DON. El uso de la solución basada únicamente en la fracción de levadura no modificó la expresión génica en ninguna de las dosis utilizadas. Se observó que la solución basada en fracciones de levadura ha modulado significativamente a la baja la expresión de transcritos para la IL-1β y la IL-8. También se observó una tendencia a la baja para la IL-1α, PTGS2, CCL20 y FOSL1. No se observó ningún efecto de la solución de levadura en la expresión de los genes IL-10, IL-17, TNFAIP3 e IL-22 cuando los explantes fueron co-expuestos con 10μM DON.
Beneficios del uso de levadura enriquecida con β-glucanos
Este estudio tenía como objetivo evaluar los efectos tóxicos del DON en el intestino de los cerdos y los beneficios potenciales de una fracción de levadura enriquecida en β-glucanos en la protección contra estos efectos deletéreos, utilizando enfoques in vitro y ex vivo. El DON deteriora la integridad epitelial como se observó en las células IPEC-J2, y este impacto negativo fue contrarrestado en presencia de un β-glucano de levadura. La solución a base de fracciones de levadura probada en estas condiciones experimentales también moduló la expresión de genes asociados a respuestas inflamatorias disminuyendo su expresión en comparación con los explantes y las células expuestas únicamente a DON. En general, los resultados mostraron que Safglucan, las fracciones de levadura enriquecidas con β-glucano, redujeron la inflamación inducida por DON y reforzaron la integridad del epitelio intestinal.
Referencias disponibles previa solicitud.
