Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342403.pdf: 2156235 bytes, checksum: cd652312197cb776d37821de591ca5ac (MD5) Previous issue date: 2016 / A microbiota humana é o conjunto de microrganismos que habitam as superfícies externas e internas do nosso corpo, tais como, pele, mucosa oral e respiratória, ou o trato gastrointestinal (TGI) e geniturinário (TGU). Este conjunto de microrganismos é adquirido pelos recém-nascidos inicialmente no momento do parto. Entre os 18 e 24 meses se torna já semelhante à microbiota de um adulto. Uma das principais funções dessa microbiota é a estimulação do sistema imune, tornando-o apto a desenvolver suas funções de homeostase e defesa, através do amplo leque de células e moléculas que o compõe. Existem evidências de que variações na microbiota intestinal podem causar alterações no sistema imunológico, podendo constituir um ambiente que modula de forma negativa ou positiva a indução de uma resposta imune eficaz. O desequilíbrio dessa microbiota (disbiose) pode provocar não só dano tecidual, mas também anergia imune, tolerização ou inflamação intestinal crônica que, caso persistam, podem comprometer a resposta do hospedeiro aos antígenos, e dentre eles àqueles que formam parte das vacinas. O presente trabalho teve como objetivo geral estudar o impacto das alterações provocadas experimentalmente na microbiota intestinal sobre a resposta imune de camundongos imunizados. Os animais foram vacinados por via subcutânea com 108 ufp/animal (109 ufp/mL) de vacina atenuada de adenovírus humano (HuAd5V) recombinante. Para avaliar a ação de variações significativas da microbiota intestinal e correlacioná-la com a imunogenicidade das vacinas foram traçados dois desenhos experimentais baseados na depleção da microbiota com antibióticos. No primeiro desenho experimental (A), camundongos BALB/c foram tratados com 250 mg de axetilcefuroxima e 25 mg de enramicina diluídos em 250 ml de agua estéril administrado por via oral durante 14 dias. Para o segundo desenho experimental (B) utilizaram-se diferentes combinações de antibióticos não absorvíveis: Gentamicina (G), Metronidazol (M), Neomicina (N) e Vancomicina (V), administrada via oral (1 g/L) durante 14 dias. Durante o tratamento, os animais foram avaliados quanto ao seu desenvolvimento mediante a mensuração do seu peso corporal, e foram também realizadas coletas de fezes para realização de culturas bacterianas e quantificação da microbiota intestinal por PCR quantitativa (qPCR). Os resultados mostraram que o desenho experimental B conseguiu ter uma eficácia maior quanto à depleção da microbiota, apesar de que também foram observadas com ele as maiores taxas de diminuição do peso corporal dos animais. Os grupos de animais tratados com M apresentaram maior redução do peso corporal médio e não tiveram sua microbiota totalmente depletada. Já, uma significativa redução da microbiota foi observada no início do tratamento com NGV ainda sem observar uma redução proporcional do seu peso médio corporal. O resultado mais relevante do nosso trabalho é o que diz a respeito do fato de que a depleção/seleção da microbiota intestinal utilizando NGV e MGV teve impacto significativo na imunogenicidade das vacinas recombinantes adenovirais atenuadas, já que os níveis de anticorpos anti-adenovirais resultantes foram menores, apresentando valores de significância estadística (p) de 0.0154 e 0.0293, respectivamente, em relação ao grupo controle.<br> / Abstract : Human microbiota is formed by a group of microorganisms that inhabit our body surfaces, such as skin, respiratory or oral mucosa as well as the gastrointestinal (GIT) or genital-urinary (GUT) tracts. Between 18 and 24 months, this microbiota becomes similar to that of an adult human being. One major function of these microorganisms is to stimulate a diversity of immune functions, making our immune system able to perform their homeostasis and defense functions, mainly through the use of a wide arrange of cells and humoral factors that make part of it. Evidences suggest that variations in gut microbiota contents may cause positive or negative alterations in immune responses, thus representing an immune-modulative microenvironment. Disbiosis (lost of equilibrium) may be responsible not only for intestinal tissue damage but also for immune anergy, tolerization or chronic intestinal inflammation, which, if maintained for long periods, may compromise host´s response to antigens, including those that form the vaccines.Our current study had the aim of elucidating the impact that experimental alterations in gut microbiota of mice might have on the immune responses induced in those animals by vaccination. Mice were immunized subcutaneously with 108 pfu/animal (109 pfu/mL) of a human adenovirus type 5 (HuAdV) recombinant attenuated vaccine. To evaluate significant alterations in gut microbial contents and to correlate those with vaccine immunogenicity, two experimental designs were planned, based on different antibiotic usage schedules. In the first experimental design (A), BALB/c mice were treated with 250 mg of axetilcefuroxime and 25 mg of enramicine, diluted in 250 ml of sterile water, administered orally for 14 days. As for the second experimental design (B), different combinations of non-absorbable antibiotics were used: Gentamicin (G), Metronidazole (M), Neomycin (N) and Vancomycin (V), all of them administered orally at 1 g per liter of drinking water for 14 days. During treatment, mouse development was evaluated by measuring body weight, and fecal samples were also collected to perform bacterial cultures and to quantify total gut microbiota by quantitative PCR (qPCR). Results show that experimental design B was more efficient in terms of microbiota depletion; despite the most significant decrease in body weight was also observed in those groups of mice. Mice treated with M displayed a major reduction in body weight and did not have their gut microbiota totally depleted. In contrast, a significant reduction in gut microbiota was observed during the first ten days of antibiotic treatment with NGV, without observing any significant reduction in mean body weight. The most relevant result of our study relates to the fact that depletion/selection of gut microorganisms in animals treated with NGV or MGV had a significant impact in the immunogenicity of our recombinant attenuated viral vaccines, since the levels of anti-adenovirus antibodies detected were significantly lower in those groups of immunized mice when compared to the other groups of mice, with p values of 0.0154 and 0.0293, respectively.

Dentre os microrganismos que a compõem a microbiota intestinal, sobressai Escherichia coli, que possui como principal nicho ecológico o intestino grosso de humanos. Sua importância destaca-se em fazer parte dos microrganismos comensais pioneiros na colonização da mucosa intestinal e também o seu papel patogênico causando doenças intra e extra intestinais. O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta imune contra antígenos totais de Escherichia coli. Os resultados desse estudo podem servir como subsídio para o entendimento da resposta imune sistêmica a um microrganismo presente na mucosa. Os antígenos totais de E. coli foram obtidos após lise com solução de guanidina a 8M. Realizou-se a diálise e a dosagem de proteínas. Foi realizado a caracterização eletroforética em gel de poliacrilamida e perfil antigênico por Western Blotting. Avaliou-se a presença de anticorpos IgG total e IgA sérica específicos em 30 soros de humanos e também a resposta de células mononucleares de sangue periférico humano (PBMC) através da metabolização de MTT. Os resultados obtidos demonstraram que a suspenção de antígenos obtida era composta por várias proteínas e o teste de Western Blotting revelou que estas foram reconhecidas por anticorpos presentes nos soros de humanos. Foi possível detectar a presença de anticorpos IgG total e IgA sérica contra os antígenos de E. coli por ELISA. No ensaio de viabilidade e proliferação celular pelo MTT, observou-se que houve proliferação celular em diferentes concentrações do antígeno e a viabilidade não foi inferior a 70%. Os resultados sugerem que os antígenos oriundos de E. coli podem induzir respostas imunes locais e sistêmicas. / Among the microorganisms that make it up the intestinal microbiota, stands out Escherichia coli, which has as main ecological niche, the large human intestine. Its importance stands out in being part of the pioneers commensal microorganisms on the colonization of the intestinal mucosa also his pathogenic role causing extra intra and intestinal diseases. The objective of this study was to evaluate the immune response against total antigens of Escherichia coli. The results of this study could aid to understanding systemic immune response to a commensal microorganism that lives in the mucosa. Total E. coli antigens were obtained after lysis with 8M guanidine solution. After dialysis, protein assay was carried out. It was performed electrophoretic characterization of the antigens using polyacrylamide gel electrophoresis and the antigenic profile by Western blotting. We evaluated the presence of total IgG and IgA specific antibodies in 30 human sera. It also assessed the human response of peripheral blood mononuclear cell (PBMC) by MTT metabolization. The results obtained demonstrated that the antigens were composed of various proteins and Western Blotting showed that antigen proteins were recognized by antibodies present in human serum. It was possible to detect the presence of total IgG and IgA antibodies against E. coli antigens by ELISA. In viability assay evaluated by the MTT metabolization by PBMC, it found that cell proliferation occurred at different antigen concentrations, and viability was not less than 70 %. The results suggest that the antigens from E. coli can induce local and systemic responses. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta nativa da América do Sul, e suas sementes tem sido utilizadas por tribos amazônicas desde antes da colonização. O extrato de guaraná é consumido popularmente nos dias de hoje, entretanto pouco se sabe sobre a relação desse extrato com a microbiota intestinal. A microbiota possui um papel central na absorção de nutrientes da dieta e na regulação do metabolismo energético, sendo modificada na obesidade. A microbiota intestinal também é afetada pelo consumo de compostos vegetais, sendo muitas vezes regulada positivamente por dietas ricas em polifenóis. Todavia, o consumo de extratos vegetais pode gerar um desfecho tóxico, assim como alterações negativas na microbiota. O efeito de extratos ricos em compostos secundários deve ser estudado individualmente. Nesse trabalho avaliamos as alterações no ecossistema intestinal causadas pelo extrato comercial de sementes do Guaraná em animais saudáveis e no contexto da obesidade.Induzimos a obesidade em animais através de uma dieta que mimetiza a dieta ocidental, caracterizada por uma maior quantidade de gordura, sal e açúcar refinado, e uma menor quantidade de fibras. Os animais também foram submetidos ao tratamento com um extrato comercial de Guaraná, cafeína ou salina. A disbiose intestinal foi medida no conteúdo cecal através da amplificação e sequenciamento da porção ribossomal 16S. Também foi medida a atividade enzimática no fígado, rins e intestino delgado, assim como a quantidade de citocinas proinflamatórias no soro. A dieta obesogênica gerou um aumento no ganho de peso e no acúmulo de gordura dos animais comparada com a dieta Chow. Tanto o Guaraná quanto a cafeína não foram capazes de reverter o ganho de peso e o acúmulo de gordura. Também observamos a diminuição da atividade da enzima CAT no rim nos animais que receberam guaraná, independente da dieta. A dieta obesogênica induziu alterações na microbiota intestinal semelhantes às da obesidade, diminuindo a proporção de Bacteroidetes sobre Firmicutes, aumentando o gênero Mucispirilum e diminuindo os gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. Os tratamentos com guaraná e cafeína na dieta Chow diminuíram a proporção B/F, assim como o gênero Bifidobacterium. Observamos um aumento no filo Proteobacteria nos animais do grupo controle obeso. Esse aumento foi revertido pelo tratamento com guaraná. Analisando os gráficos de clusterização e landscape, observamos uma maior distância entre a microbiota dos animais que receberam dietas diferentes do que a dos animais que receberam tratamentos diferentes. Os tratamentos com guaraná ou cafeína modificaram o ecossistema intestinal, mas sem a capacidade de diminuir o acúmulo de gordura ou o ganho de peso. A maior alteração na microbiota foi devido à dieta obesogênica e não aos tratamentos, mostrando que os efeitos anti-obesogênicos do guaraná observados em outros estudos provavelmente não são via microbiota intestinal. / Guarana (Paullinia cupana) is a plant native of South America, and its seedshave been used by Amazonian tribes since before colonization. Guarana extract is consumed popularly today, however little is known about the interactions of this extract with the intestinal microbiota. The gut microbiota plays a central role in the absorption of nutrients from the diet and in the regulation of energy metabolism, being altered in obesity. The intestinal microbiota is also affected by the consumption of plant metabolites and is often regulated positively by diets rich in polyphenols. However, the consumption of plant extracts can generate a toxic outcome, as well as negative changes in the microbiota. Therefore, the effect of plant extracts should be studied individually. In this work, we evaluated the changes in the intestinal ecosystem caused by the administration of a commercial extract of Guaraná seeds in healthy animals and in the context of obesity. We induced obesity in animals through a diet that mimics the western diet, characterized by a higher amount of fat, salt and refined sugar, and a smaller amount of fiber. The animals were also treated with a commercial extract of Guarana, caffeine or saline. Intestinal dysbiosis was evaluated by cecal content, amplification and sequencing of the 16S ribosomal portion. The antioxidant enzymatic activity of the liver, kidney and small intestine was measured as well as the concentration of pro-inflammatory cytokines in the serum. The obesogenic diet increased the weight gain and fat accumulation of the animals compared to the Chow diet. Both Guarana and caffeine were unable to reverse weight gain and fat accumulation. We observed a lower activity of the Glutathione Peroxidase enzyme in the kidney and small intestine in the animals that received obesogenic diet compared to the Chow diet, regardless of the treatment. We also observed the decrease of Catalase enzyme activity in the kidney of animals that received Guarana, regardless of diet. The obesogenic diet induced changes in the intestinal microbiota similar to other works in literature, reducing the proportion of Bacteroidetes/Firmicutes (B/F), increasing the genus Mucispirilum and decreasing the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. Guarana and caffeine treatments in the Chow diet decreased the B/F ratio, thus the Bifidobacterium genus. We observed an increase in the phylum Proteobacteria, in the animals of the Obese Control group. This increase in the phylum Proteobacteria, was reversed by the treatment with Guaraná. Analyzing the phylogenetic proximity charts and landscape, we observed a greater distance between the animals that received different diets than animals that received different treatments. Treatments with guarana or caffeine modified the intestinal ecosystem, but without the ability to decrease fat accumulation or weight gain. The major change in the microbiota was due to the obesogenic diet and not to the treatments, showing that the antiobese effects of guarana observed in other studies probably are not via intestinal microbiota.

O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta nativa da América do Sul, e suas sementes tem sido utilizadas por tribos amazônicas desde antes da colonização. O extrato de guaraná é consumido popularmente nos dias de hoje, entretanto pouco se sabe sobre a relação desse extrato com a microbiota intestinal. A microbiota possui um papel central na absorção de nutrientes da dieta e na regulação do metabolismo energético, sendo modificada na obesidade. A microbiota intestinal também é afetada pelo consumo de compostos vegetais, sendo muitas vezes regulada positivamente por dietas ricas em polifenóis. Todavia, o consumo de extratos vegetais pode gerar um desfecho tóxico, assim como alterações negativas na microbiota. O efeito de extratos ricos em compostos secundários deve ser estudado individualmente. Nesse trabalho avaliamos as alterações no ecossistema intestinal causadas pelo extrato comercial de sementes do Guaraná em animais saudáveis e no contexto da obesidade.Induzimos a obesidade em animais através de uma dieta que mimetiza a dieta ocidental, caracterizada por uma maior quantidade de gordura, sal e açúcar refinado, e uma menor quantidade de fibras. Os animais também foram submetidos ao tratamento com um extrato comercial de Guaraná, cafeína ou salina. A disbiose intestinal foi medida no conteúdo cecal através da amplificação e sequenciamento da porção ribossomal 16S. Também foi medida a atividade enzimática no fígado, rins e intestino delgado, assim como a quantidade de citocinas proinflamatórias no soro. A dieta obesogênica gerou um aumento no ganho de peso e no acúmulo de gordura dos animais comparada com a dieta Chow. Tanto o Guaraná quanto a cafeína não foram capazes de reverter o ganho de peso e o acúmulo de gordura. Também observamos a diminuição da atividade da enzima CAT no rim nos animais que receberam guaraná, independente da dieta. A dieta obesogênica induziu alterações na microbiota intestinal semelhantes às da obesidade, diminuindo a proporção de Bacteroidetes sobre Firmicutes, aumentando o gênero Mucispirilum e diminuindo os gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. Os tratamentos com guaraná e cafeína na dieta Chow diminuíram a proporção B/F, assim como o gênero Bifidobacterium. Observamos um aumento no filo Proteobacteria nos animais do grupo controle obeso. Esse aumento foi revertido pelo tratamento com guaraná. Analisando os gráficos de clusterização e landscape, observamos uma maior distância entre a microbiota dos animais que receberam dietas diferentes do que a dos animais que receberam tratamentos diferentes. Os tratamentos com guaraná ou cafeína modificaram o ecossistema intestinal, mas sem a capacidade de diminuir o acúmulo de gordura ou o ganho de peso. A maior alteração na microbiota foi devido à dieta obesogênica e não aos tratamentos, mostrando que os efeitos anti-obesogênicos do guaraná observados em outros estudos provavelmente não são via microbiota intestinal. / Guarana (Paullinia cupana) is a plant native of South America, and its seedshave been used by Amazonian tribes since before colonization. Guarana extract is consumed popularly today, however little is known about the interactions of this extract with the intestinal microbiota. The gut microbiota plays a central role in the absorption of nutrients from the diet and in the regulation of energy metabolism, being altered in obesity. The intestinal microbiota is also affected by the consumption of plant metabolites and is often regulated positively by diets rich in polyphenols. However, the consumption of plant extracts can generate a toxic outcome, as well as negative changes in the microbiota. Therefore, the effect of plant extracts should be studied individually. In this work, we evaluated the changes in the intestinal ecosystem caused by the administration of a commercial extract of Guaraná seeds in healthy animals and in the context of obesity. We induced obesity in animals through a diet that mimics the western diet, characterized by a higher amount of fat, salt and refined sugar, and a smaller amount of fiber. The animals were also treated with a commercial extract of Guarana, caffeine or saline. Intestinal dysbiosis was evaluated by cecal content, amplification and sequencing of the 16S ribosomal portion. The antioxidant enzymatic activity of the liver, kidney and small intestine was measured as well as the concentration of pro-inflammatory cytokines in the serum. The obesogenic diet increased the weight gain and fat accumulation of the animals compared to the Chow diet. Both Guarana and caffeine were unable to reverse weight gain and fat accumulation. We observed a lower activity of the Glutathione Peroxidase enzyme in the kidney and small intestine in the animals that received obesogenic diet compared to the Chow diet, regardless of the treatment. We also observed the decrease of Catalase enzyme activity in the kidney of animals that received Guarana, regardless of diet. The obesogenic diet induced changes in the intestinal microbiota similar to other works in literature, reducing the proportion of Bacteroidetes/Firmicutes (B/F), increasing the genus Mucispirilum and decreasing the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. Guarana and caffeine treatments in the Chow diet decreased the B/F ratio, thus the Bifidobacterium genus. We observed an increase in the phylum Proteobacteria, in the animals of the Obese Control group. This increase in the phylum Proteobacteria, was reversed by the treatment with Guaraná. Analyzing the phylogenetic proximity charts and landscape, we observed a greater distance between the animals that received different diets than animals that received different treatments. Treatments with guarana or caffeine modified the intestinal ecosystem, but without the ability to decrease fat accumulation or weight gain. The major change in the microbiota was due to the obesogenic diet and not to the treatments, showing that the antiobese effects of guarana observed in other studies probably are not via intestinal microbiota.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Nutrição, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337963.pdf: 1961414 bytes, checksum: d89b40867ab90bf062dc51d8b26b8679 (MD5) Previous issue date: 2015 / Na obesidade, distúrbios na homeostase glicêmica e no perfil lipídico podem ocorrer em decorrência do aumento de peso, ocasionando doenças como diabetes mellitus tipo 2 (DM2), doenças cardiovasculares e dislipidemia. As cirurgias bariátricas têm-se demonstrado como importantes ferramentas para a perda de peso e melhora de comorbidades.A microbiota intestinal humana, microrganismos que residem principalmente no cólon, exercem diversas funções no controle de várias vias metabólicas, assim como no trânsito intestinal e na digestão dos alimentos. Tanto a obesidade quanto as cirurgias bariátricas impactam qualitativamente e quantitativamente nas populações de bactérias da microbiota intestinal. Prebióticos e simbióticos, potenciais moduladores dessa microbiota, vem sendo estudados para reestabelecer o equilíbrio das bactérias que colonizam o trato gastrointestinal do hospedeiro, dessa forma, gerando benefícios metabólicos ao mesmo. Estudos têm mostrando efeitos positivos desse tipo de intervenção em certas situações em pacientes com sobrepeso e obesidade, porém nenhum estudo analisou desfechos metabólicos em momento pós-cirúrgico bariátrico. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar o efeito da suplementação de prebióticos e simbióticos em um momento pós-cirúrgico bariátrico, investigando parâmetros metabólicos relacionados a homeostase glicêmica e lipídica.Diante disso, foi efetuado um ensaio clínico randomizado, controlado e triplo-cego, em que indivíduos (n=13) submetidos à derivação gástrica em Y de Roux (DGYR) foram suplementados com 6 g/dia de placebo, prebiótico (frutooligossacarídeo ? FOS) ou simbiótico (FOS + cepas de Lactobacillos e Bifidobacterium) durante 15 dias. O5início da intervenção ocorreu 30 dias após a cirurgia. Os desfechos primários analisados foram a glicemia e insulinemia de jejum, o índice HOMA-IR2, as concentrações plasmáticas de colesterol total, LDL-c, HDL-c e triglicerídeios, dos quais não mostraram diferença entre os grupos após a suplementação (p>0,05).A modulação da microbiota intestinal com a suplementação de prebióticos, probióticos e simbióticos têm demonstrado cada vez mais a necessidade de conhecimentos plenos de cada situação para obter efeitos terapêuticos positivos. A condição pós-cirúrgica bariátrica apresenta-se como um novo desafio, mediante os inúmeros fatores que alteram o trato gastrointestinal, de buscar como intervir para proporcionar benefícios para os pacientes no que concerne ao momento ideal da suplementação, o tempo do tratamento, assim como o tipo e a dose do modulador da microbiota a ser utilizado. Os resultados obtidos nesse ensaio indicam que a intervenção, nesse momento pós-cirúrgico, aponta uma ausência de efeito nos parâmetros metabólicos dos indivíduos no modelo adotado nesse ensaio clínico.<br> / Abstract : In obesity, disturbances in glucose homeostasis and lipid profile may occur as a result of weight gain, causing diseases such as type 2 diabetes mellitus (DM2), cardiovascular disease and dyslipidemia. Bariatric surgeries have been shown to be important tools for weight loss and improvement in comorbidities.Human gut microbiota, microorganisms residing mainly in the colon, has several roles in the control of various metabolic pathways, as well as in the intestinal transit and digestion of food. Both obesity and bariatric surgery impact qualitatively and quantitatively in populations of bacteria of the gut microbiota. Prebiotics and synbiotics, potential modulators of this microbiome, have been studied to restore the balance of bacteria that colonize the host, thereby generating metabolic benefits. Studies have shown positive effects of this type of intervention in certain situations in patients with overweight and obesity, but no study has analyzed metabolic outcomes in bariatric post-surgical moment. Thus, the aim of the study was to evaluate the effect of the prebiotic and synbiotic supplementation in this post-bariatric surgical moment, investigating metabolic parameters related to glycemic and lipid homeostasis.In front of it, it was conducted a randomized, controlled and triple-blind trial, in which individuals (n = 13) underwent gastric bypass Roux-Y (DGYR) were supplemented with 6 g/day of placebo, prebiotics (fructooligosaccharides - FOS ) or symbiotic (FOS + strains of Lactobacillos and Bifidobacterium) for 15 days. The start of intervention was 30 days after surgery. The primary outcome measures were fasting blood glucose and insulin, HOMA-IR2 index and lipid profile, of which7all showed no difference between the groups after supplementation (p> 0.05).The post-bariatric surgical condition is presented as a new challenge, considering the numerous factors that affect the gastrointestinal tract, to seek how to intervene to provide benefits to patients regarding the optimal timing of supplementation, the treatment time, and the type and dose of microbiota modulator to be used. The results of this study indicate that the intervention in this postoperative moment points to a lack of effect on metabolic parameters of individuals in the model adopted by this clinical trial. Modulation of intestinal microbiota with supplementation of prebiotics, probiotics and synbiotics has increasingly shown the need for full knowledge of every situation for positive therapeutic effects.

O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta nativa da América do Sul, e suas sementes tem sido utilizadas por tribos amazônicas desde antes da colonização. O extrato de guaraná é consumido popularmente nos dias de hoje, entretanto pouco se sabe sobre a relação desse extrato com a microbiota intestinal. A microbiota possui um papel central na absorção de nutrientes da dieta e na regulação do metabolismo energético, sendo modificada na obesidade. A microbiota intestinal também é afetada pelo consumo de compostos vegetais, sendo muitas vezes regulada positivamente por dietas ricas em polifenóis. Todavia, o consumo de extratos vegetais pode gerar um desfecho tóxico, assim como alterações negativas na microbiota. O efeito de extratos ricos em compostos secundários deve ser estudado individualmente. Nesse trabalho avaliamos as alterações no ecossistema intestinal causadas pelo extrato comercial de sementes do Guaraná em animais saudáveis e no contexto da obesidade.Induzimos a obesidade em animais através de uma dieta que mimetiza a dieta ocidental, caracterizada por uma maior quantidade de gordura, sal e açúcar refinado, e uma menor quantidade de fibras. Os animais também foram submetidos ao tratamento com um extrato comercial de Guaraná, cafeína ou salina. A disbiose intestinal foi medida no conteúdo cecal através da amplificação e sequenciamento da porção ribossomal 16S. Também foi medida a atividade enzimática no fígado, rins e intestino delgado, assim como a quantidade de citocinas proinflamatórias no soro. A dieta obesogênica gerou um aumento no ganho de peso e no acúmulo de gordura dos animais comparada com a dieta Chow. Tanto o Guaraná quanto a cafeína não foram capazes de reverter o ganho de peso e o acúmulo de gordura. Também observamos a diminuição da atividade da enzima CAT no rim nos animais que receberam guaraná, independente da dieta. A dieta obesogênica induziu alterações na microbiota intestinal semelhantes às da obesidade, diminuindo a proporção de Bacteroidetes sobre Firmicutes, aumentando o gênero Mucispirilum e diminuindo os gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. Os tratamentos com guaraná e cafeína na dieta Chow diminuíram a proporção B/F, assim como o gênero Bifidobacterium. Observamos um aumento no filo Proteobacteria nos animais do grupo controle obeso. Esse aumento foi revertido pelo tratamento com guaraná. Analisando os gráficos de clusterização e landscape, observamos uma maior distância entre a microbiota dos animais que receberam dietas diferentes do que a dos animais que receberam tratamentos diferentes. Os tratamentos com guaraná ou cafeína modificaram o ecossistema intestinal, mas sem a capacidade de diminuir o acúmulo de gordura ou o ganho de peso. A maior alteração na microbiota foi devido à dieta obesogênica e não aos tratamentos, mostrando que os efeitos anti-obesogênicos do guaraná observados em outros estudos provavelmente não são via microbiota intestinal. / Guarana (Paullinia cupana) is a plant native of South America, and its seedshave been used by Amazonian tribes since before colonization. Guarana extract is consumed popularly today, however little is known about the interactions of this extract with the intestinal microbiota. The gut microbiota plays a central role in the absorption of nutrients from the diet and in the regulation of energy metabolism, being altered in obesity. The intestinal microbiota is also affected by the consumption of plant metabolites and is often regulated positively by diets rich in polyphenols. However, the consumption of plant extracts can generate a toxic outcome, as well as negative changes in the microbiota. Therefore, the effect of plant extracts should be studied individually. In this work, we evaluated the changes in the intestinal ecosystem caused by the administration of a commercial extract of Guaraná seeds in healthy animals and in the context of obesity. We induced obesity in animals through a diet that mimics the western diet, characterized by a higher amount of fat, salt and refined sugar, and a smaller amount of fiber. The animals were also treated with a commercial extract of Guarana, caffeine or saline. Intestinal dysbiosis was evaluated by cecal content, amplification and sequencing of the 16S ribosomal portion. The antioxidant enzymatic activity of the liver, kidney and small intestine was measured as well as the concentration of pro-inflammatory cytokines in the serum. The obesogenic diet increased the weight gain and fat accumulation of the animals compared to the Chow diet. Both Guarana and caffeine were unable to reverse weight gain and fat accumulation. We observed a lower activity of the Glutathione Peroxidase enzyme in the kidney and small intestine in the animals that received obesogenic diet compared to the Chow diet, regardless of the treatment. We also observed the decrease of Catalase enzyme activity in the kidney of animals that received Guarana, regardless of diet. The obesogenic diet induced changes in the intestinal microbiota similar to other works in literature, reducing the proportion of Bacteroidetes/Firmicutes (B/F), increasing the genus Mucispirilum and decreasing the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. Guarana and caffeine treatments in the Chow diet decreased the B/F ratio, thus the Bifidobacterium genus. We observed an increase in the phylum Proteobacteria, in the animals of the Obese Control group. This increase in the phylum Proteobacteria, was reversed by the treatment with Guaraná. Analyzing the phylogenetic proximity charts and landscape, we observed a greater distance between the animals that received different diets than animals that received different treatments. Treatments with guarana or caffeine modified the intestinal ecosystem, but without the ability to decrease fat accumulation or weight gain. The major change in the microbiota was due to the obesogenic diet and not to the treatments, showing that the antiobese effects of guarana observed in other studies probably are not via intestinal microbiota.

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:44:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zambon_RenataAlvaresBagarolli_D.pdf: 7972972 bytes, checksum: 0c4feccde8df219c21aef1c3e8740fc0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A obesidade é caracterizada por processo inflamatório crônico e resistência à insulina (RI), os quais são responsáveis por grande parte de suas doenças associadas. Sabe-se que diversas moléculas do sistema imune inato estão associadas à RI e obesidade, destacando-se o receptor toll-like-receptor 4 (TLR4). Sua via de sinalização está ativada na obesidade, devido à presença aumentada na circulação de seu principal ligante, lipopolissacarídeo (LPS). Acredita-se que esta endotoxemia metabólica seja causada por alterações na microbiota e na permeabilidade intestinais, o que torna o intestino e as bactérias que o habitam, grandes alvos para o tratamento da obesidade. O objetivo deste presente trabalho foi avaliar os efeitos dos probióticos (PB) na sensibilidade à insulina e na sinalização de TLR4 em tecidos insulino-sensíveis, além de verificar suas possíveis ações na microbiota intestinal. Dessa forma, camundongos Swiss foram divididos em 4 grupos: controles (C), controles tratados com PB (C+PB), obesos (DIO) e obesos tratados com PB (DIO+PB). O tratamento teve a duração de 5 semanas. O uso de PB em animais obesos proporcionou grandes melhoras nos parâmetros fisiológicos e moleculares de RI, além de atenuar a ativação da via de sinalização do TLR4, provavelmente pela redução dos níveis circulantes de LPS. O grupo DIO+PB ainda mostrou mudanças positivas na distribuição dos filos de bactérias intestinais e menor permeabilidade intestinal, quando comparado com o grupo DIO. Analisando o hipotálamo, observou-se que o uso de PB nesse modelo de obesidade regulou de forma favorável os mecanismos centrais de controle da fome, bem como alguns parâmetros de inflamação. Assim, conclui-se que a regulação da microbiota intestinal promovida pela administração de probióticos pode trazer benefícios no controle da obesidade, por reduzir ou atenuar mecanismos moleculares de resistência à insulina / Abstract: Obesity is the main risk factor to the development of insulin resistance and type 2 diabetes. The common basis among these events is an inflammatory process characterized by the activation of toll-like receptor 4 (TLR4) by its main ligand lipopolysaccharide, LPS. Its concentration is higher in obese people and it is believed that changes in composition of the gut microbiota and epithelial functions may play a role in the inflammation associated with obesity. The aim of the study was to evaluate the effects of probiotic on the insulin sensitivity, TLR4 signaling, intestinal permeability and microbiota composition in diet-induced obese mice. Male adult Swiss mice composed randomly 2 groups: chow diet (CTL) and high-fat diet by 5 consecutive weeks (DIO). During these 5 weeks, some mice of the DIO and CTL groups received daily a pool of probiotics. The DIO animals that received probiotic presented an expressive improvement in their glucose tolerance test, fasting glucose and in parallel a significant increase in the phosphorylation levels of insulin induced IR, IRS1 and Akt in muscle, liver and adipose tissue. There was a relevant reduction in the TLR4-Myd88 interaction, IKK? and JNK phosphorylation and iNOS expression in DIO mice treated with probiotic. This treatment also improved the expression of ileal tight-junctions proteins (ZO-1, Occludin), decreased LPS portal levels and the concentrations of bacteria of the phylum Firmicutes (associated with obesity) in feces. Analyzing the hypothalamus, it was observed that the use of probiotics in this model of obesity favorably regulated central mechanisms of food intake, as well as some inflammation parameters. In conclusion, our results show that probiotics, through their effects on intestinal permeability and microbiota composition, can improve insulin sensitivity and signaling of DIO mice, reducing their inflammation and suggesting potential beneficial effects in the treatment of insulin resistance and type 2 diabetes / Doutorado / Medicina Experimental / Doutora em Ciências

Submitted by PPG Medicina e Ci?ncias da Sa?de (medicina-pg@pucrs.br) on 2018-01-22T16:54:43Z No. of bitstreams: 1 FERNANDA_BRAGA_SEGANFREDO_TES.pdf: 2778630 bytes, checksum: 5fc271d0cea044d5614d83e47e4bcd95 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-01-29T13:42:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FERNANDA_BRAGA_SEGANFREDO_TES.pdf: 2778630 bytes, checksum: 5fc271d0cea044d5614d83e47e4bcd95 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-29T13:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDA_BRAGA_SEGANFREDO_TES.pdf: 2778630 bytes, checksum: 5fc271d0cea044d5614d83e47e4bcd95 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Background: Obesity is a worldwide concern of growing proportions, that increases both morbidity and mortality of patients, despite having economic impact. Imbalances in the gut microbiota - the bacteria that inhabit the intestines - are central to the pathogenesis of obesity. Objectives: To assess the association between the gut microbiota and weight loss in overweight/obese adults and its potential manipulation as a target for treating obesity. Methodology: This study is a systematic review review that identified studies using the keywords ?overweight? or ?obesity? and ?microbiota? and related terms. Results: 43 papers were identified. Among these studies, 17 used dietary interventions, 11 used bariatric surgery and 15 used microbiota manipulation. The studies differed in their methodologies as well as their intervention lengths. Restrictive diets decreased the microbiota abundance, correlated with nutrient deficiency rather than weight loss and generally reduced the butyrate producers Firmicutes, Lactobacillus sp. and Bifidobacterium sp. The impact of surgical intervention depended on the given technique and showed a similar effect on butyrate producers, in addition to increasing the presence of the Proteobacteria phylum, which is related to changes in the intestinal absorptive surface, pH and digestion time. Probiotics differed in strain and duration with diverse effects on the microbiota, and they tended to reduce body fat. Prebiotics had a bifidogenic effect and increased butyrate producers, likely due to cross-feeding interactions, contributing to the gut barrier and improving metabolic outcomes. Conclusions: All of the interventions under consideration had impacts on the gut microbiota, although they did not always correlate with weight loss. These results show that restrictive diets and bariatric surgery reduce microbial abundance and promote changes in microbial composition that could have long-term detrimental effects on the colon. In contrast, prebiotics might restore a healthy microbiome and reduce body fat. / Contexto: A obesidade ? uma doen?a de incid?ncia crescente mundialmente, que aumenta a morbidade e mortalidade dos pacientes, al?m de ter impacto na economia. O desequil?brio na microbiota intestinal - microrganismos que habitam o intestino humano - ? apontado como importante na patog?nese dessa doen?a. Objetivos: Avaliar a associa??o entre microbiota intestinal e perda ponderal em pacientes com sobrepeso ou obesidade, e a possibilidade do uso de terapias que tenham como alvo a microbiota intestinal no tratamento dessas condi??es. Metodologia: Este trabalho ? uma revis?o sistem?tica que identificou estudos utilizando os termos ?sobrepeso? ou ?obesidade? e ?microbiota? ou termos relacionados. Resultados: Foram identificados 43 estudos. Dentre esses, 17 utilizaram interven??es nutricionais, 11 realizaram cirurgia bari?trica e 15 usaram manipula??o direta da microbiota intestinal (prebi?ticos, probi?ticos ou simbi?ticos). Os estudos apresentaram metodologias e interven??es (tipo e dura??o) heterog?neas. Interven??es nutricionais restritivas reduziram a abund?ncia microbiana, correlacionada especialmente com defici?ncia de nutrientes, e n?o diretamente com perda de peso; al?m de apresentarem tend?ncia a redu??o dos grupos bacterianos produtores de butirato, como Firmicutes, Lactobacillus sp. e Bifidobacterium sp.. O impacto das interven??es cir?rgicas (cirurgia bari?trica) depende da t?cnica escolhida e apresenta o mesmo efeito nos grupos bacterianos produtores de butirato, adicionalmente aumentando a abund?ncia do filo Proteobacteria, o que est? relacionado com modifica??es na superf?cie absorptiva intestinal, pH e tempo de digest?o. O uso de probi?ticos variou entre os estudos inclu?dos, com diferen?as na dura??o da suplementa??o e cepas utilizadas, resultando em impacto diverso na microbiota, com tend?ncia a redu??o da gordura corporal. O uso de prebi?ticos apresentou efeito bifidog?nico e consequente aumento dos grupos bacterianos produtores de butirato, provavelmente relacionado a alimenta??o cruzada entre as esp?cies, contribuindo para manuten??o da barreira intestinal e melhora dos desfechos metab?licos. Conclus?es: Todas as interven??es consideradas apresentaram impacto na microbiota, entretanto nem sempre correlacionado a perda ponderal. Esses resultados mostram que interven??es nutricionais restritivas e cirurgia bari?trica reduzem a abund?ncia microbiana e promovem mudan?as na microbiota intestinal que podem ser prejudiciais a sa?de do c?lon a longo prazo. Em contraste, o uso de prebi?ticos pode restaurar uma microbiota saud?vel e reduzir gordura corporal.

Orientador: Mário Roberto Maróstica Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_GlauciaCarielo_M.pdf: 794328 bytes, checksum: 905ed92bfa1f9e04a2c521c1c5e898b7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Muitos estudos tem demonstrado que o consumo acumulado de galactooligossacarídeo (GOS) e frutooligossacarídeo (FOS) pode trazer benefícios significativos para a saúde, relacionados com a sua resistência à digestão, sendo utilizados como substrato pelas bactérias intestinais, em especial as bifidobactérias. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos de alteração de pH e microbiota (contagem de Bifidobacterium e Lactobacillus) no intestino grosso de ratas Wistar após o consumo dos oligossacarídeos não digeríveis (ONDs) FOS e GOS. Foram confeccionadas quatro dietas baseadas na AIN93G para roedores utilizando os ONDs em substituição parcial à sacarose para os grupos experimentais. Desta forma, o experimento contou com quatro grupos experimentais, sendo: grupo Controle, grupo FOS, grupo GOS e grupo FOS + GOS. O ensaio biológico contou com 32 animais divididos em grupos de 8 animais cada, mantidos em gaiolas separadas, sob ciclo claro/escuro de 12 horas, com temperatura e umidade controladas, durante o período de 90 dias. O consumo de dieta e o ganho de peso foram monitorados. Ao final do experimento, os animais foram sacrificados por decapitação, seu ceco retirado para coleta de material para análises posteriores de pH e microbiota intestinal. A análise de pH foi realizada por meio de peagômetro digital (TEC 5MP, Tecnal) e a análise de microbiota, a partir de diluições do conteúdo fecal e inoculação em meios de cultura específicos. Todas as placas foram incubadas em câmaras de anaerobiose contendo sistema gerador de anaerobiose Anaerogen (Oxoid Ltd., Basingstoke, Hampshire, England) durante 24 - 48 horas a 37°C. Os resultados foram e xpressos na forma do logaritmo decimal das unidades formadoras de colônia/g material (Log10 UFC). Para a análise estatística, foi utilizado o software GraphPad Prism 5.0. A análise de variância (ANOVA) foi realizada e os dados paramétricos foram analisados por meio do teste de Tukey, a 5% de significância e os não paramétricos por teste de Dunnett. Os resultados obtidos demonstraram um abaixamento do pH intestinal nos grupos que consumiram FOS e FOS + GOS e aumento da contagem de Bifidobacterium no conteúdo cecal dos grupos FOS, GOS e FOS + GOS e aumento de Lactobacillus dos grupos FOS e FOS + GOS / Abstract: Many studies have shown that consumption of galactooligosaccharide (GOS) and fructooligosaccharides (FOS) can bring significant benefits to health. NDC are used as substrate by intestinal bacteria, especially bifidobacteria, as these compounds are resistance to digestion. The aim of this study was to evaluate the effects in pH and microbiota (specifically for Lactobacillus and Bifidobacterium growth) in the large intestine of Wistar rats after consumption of non-digestible oligosaccharides (NDOs) FOS and GOS. Four different diets were produced, based on the AIN93G formula for rodents, using NDOs in partial replacement of sucrose by prebiotics FOS and GOS for the experimental groups. Thus, the experiment had four experimental groups, as described: Control group, FOS group, GOS group and FOS + GOS group. For the 'in vivo¿ experiment, the 32 animals were divided into groups of 8 animals each. The rats were kept in separate cages under light / dark cycles of 12 hours, with controlled temperature and humidity during 90 days. The diet consumption and weight gain were monitored. At the end of the experiment, the animals were killed by decapitation, their cecum removed to collect material for further analysis of pH and intestinal microbiota. The pH analysis was performed using digital pH meter (TEC 5MP Tecnal) and analysis of microbiota from dilutions of fecal contents and inoculation on specific culture media. All plates were incubated in anaerobic chambers containing anaerobic generation system Anaerogen (Oxoid Ltd., Basingstoke, Hampshire, England) for 24-48 hours at 37 °C. The results were expressed as the logarithm of colony forming units / g material (Log10 CFU). For statistical analysis, GraphPad Prism 5.0 was used. The analysis of variance (ANOVA) was performed and parametric data were analyzed using the Tukey test at 5% significance and the nonparametric by Dunnett's test. The results showed a lowering of intestinal pH in the groups consuming FOS and FOS + GOS and increased count of Bifidobacterium in the cecal contents of the groups FOS, GOS and FOS + GOS and increase of Lactobacillus in the groups FOS and FOS + GOS / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Patricia de Oliveira Prada / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:10:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AlessandraZaninZambomde_M.pdf: 4234168 bytes, checksum: b7f596f6fcaa8a1d60980a17c3aeb76d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Introdução: Inúmeros fatores contribuem para o aumento da obesidade em todo o mundo. Recentemente, a microbiota intestinal ganhou destaque devido ao seu poder de predispor ou inibir o ganho de peso. Alguns nutrientes são capazes de alterar a composição da microbiota intestinal, o que pode trazer efeitos benéficos ou maléficos, como a obesidade. O aminoácido L-glutamina, além de suas inúmeras funções orgânicas e imunológicas, é conhecido por desempenhar importante papel no trofismo intestinal. O objetivo do presente estudo foi investigar alterações na composição da microbiota intestinal de indivíduos com sobrepeso ou obesidade após suplementação oral com L-glutamina. Métodos: Voluntários com sobrepeso ou obesidade foram selecionados para ingerir 30g de L-glutamina (GLN) por via oral ao dia, por um período de quatorze dias. O grupo controle recebeu L-alanina (ALA) no mesmo tempo e proporção. Amostras de sangue e fezes foram coletadas para análises. Para classificação taxonômica das bactérias intestinais, foi realizado sequenciamento do gene 16S RNA ribossomal. Análises de bioinformática foram conduzidas com base no banco de dados RDP (Ribosomal Database Project). Para análise dos dados, estratégias estatísticas variadas foram utilizadas. Resultados: Após quatorze dias de suplementação, os participantes do grupo GLN exibiram diferenças significativas nos filos Actinobacteria e Firmicutes e nos gêneros Dialister, Dorea, Pseudobutyrivibrio e Veillonella, comparados com o grupo ALA. A razão F / B (Firmicutes / Bacteroidetes), um bom biomarcador para a obesidade, reduziu de 0,85 para 0,57 no grupo GLN e ao contrário, aumentou de 0,91 para 1,12 no grupo ALA. Conclusão: A suplementação oral do aminoácido L-glutamina, em humanos com sobrepeso e obesidade, por um período de quatorze dias, promove alterações na composição da microbiota intestinal similares às promovidas pela perda de peso / Abstract: Introduction: Several factors contribute to the increase of obesity worldwide. Recently, the gut microbiota gained prominence due to its power to predispose or inhibit weight gain. Some nutrients are able to change the composition of the gut microbiota, what can bring beneficial or harmful effects, such as obesity. The amino acid L-glutamine, in addition to its numerous organic and immune functions, is known to play an important role in intestinal tropism. The aim of this study was to investigate changes in the composition of the gut microbiota of overweight or obese adults after oral supplementation with L-glutamine. Methods: Overweight or obese subjects were selected to orally ingest 30g of L-glutamine (GLN) daily for a period of fourteen days. The control group received L-alanine (ALA) in the same period and proportion. Blood and feces were collected for analysis. The 16S rRNA gene sequence was performed for taxonomic classification of intestinal bacteria. Bioinformatics analysis was conducted based on RDP (Ribosomal Database Project). For data analysis, varied statistical strategies were used. Results: After fourteen days of supplementation, participants in the GLN group showed significant differences in the Firmicutes and Actinobacteria phyla and Dialister, Dorea, Pseudobutyrivibrio and Veillonella genera, compared with the ALA group. The F / B (Firmicutes / Bacteroidetes) ratio, a good biomarker for obesity, decreased from 0.85 to 0.57 in GLN group and, as opposed, increased from 0.91 to 1.12 in the ALA group. Conclusion: Oral supplementation with the amino acid L-glutamine in overweight and obese humans, for a period of fourteen days, alters the composition of the gut microbiota in a similar way to weight loss / Mestrado / Nutrição / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo