Jornal de tecnologia microbiana e bioquímica

Abstrato

Ácido ferúlico produzido por Lactobacillus fermentum NCIMB 5221 reduz os sintomas da síndrome metabólica em Drosophila melanogaster

Susan Westfall, Nikita Lomis, Surya Pratap Singh e Satya Prakash

Resumo

A microbiota intestinal é uma comunidade intrincada de milhares de espécies bacterianas que vivem no trato gastrointestinal, essencial para a síntese de vitaminas, absorção de minerais, digestão de fibras que de outra forma não seriam digeríveis e extração de energia dos alimentos. Recentemente, a saúde da arquitetura comunitária da microbiota intestinal tornou-se associada a doenças reguladoras de energia, incluindo a síndrome metabólica: um conjunto de sintomas que inclui hiperglicemia, hipercolesterolemia, pressão arterial elevada, aumento da gordura abdominal e dos níveis de triglicéridos. No entanto, o mecanismo de comunicação entre a microbiota intestinal e o metabolismo energético do hospedeiro permanece indefinido. O presente estudo mostra que o ácido ferúlico (FA) produzido pela atividade intrínseca da esterase do ácido ferúlico da bactéria probiótica Lactobacillus fermentum NCIMB 5221 (Lf5221) pode resgatar de forma dose-dependente os marcadores fenotípicos de diabetes e obesidade induzidos pela dieta em Drosophila melanogaster . Em Drosophila expôs a uma dieta rica em açúcar ou rica em gordura, viver Lf5221 com 2,5 ou 7,5 × 109 UFC/ml de meio resultado eficazmente o peso corporal total, os níveis de glicose, trealose e triglicéridos. Todos os efeitos acima mencionados foram perdidos em bactérias inativadas pelo calor, indicando que um produto metabólico é o responsável. Da mesma forma, o FA a 0,5 mM nos modelos de Drosophila com desafios metabólicos criou efeitos semelhantes nos marcadores fisiológicos, ao mesmo tempo que excluiu a hiperglicemia na hemolinfa circulante. Ao nível da sinalização, a dieta rica em açúcar apresentou previsivelmente uma expressão elevada dos péptidos semelhantes à insulina 2, 3 e 5 da Drosophila e na dieta rica em gordura, um aumento da expressão dos ácidos gordos sintase, acetil-CoA carboxilase e fosfoenolpiruvato carboxiquinase . Em ambas as dietas, o Lf5221 e o FA resgataram a expressão génica, em diferentes concentrações, ao nível dos controlos. Examinando a expressão génica mecanística, tanto o Lf5221 como o FA resgataram a expressão de dFOXO e dTOR, mas não de dAkt, indicando que o FA produzido pelo Lf5221 está a atuar sobre uma das moléculas de sinalização a jusante do recetor de insulina, possivelmente dTOR : um regulador geral da energia nas moscas e nos humanos. O presente estudo descreve pela primeira vez um mecanismo simplificado de como a microbiota intestinal comunica com o metabolismo regulador de energia do hospedeiro. A suplementação adequada com probióticos ativos de esterase de ácido ferúlico, como o Lf5221, poderá prevenir ou aliviar potencialmente os sintomas da síndrome metabólica e de outras doenças reguladoras de energia, incluindo diabetes, obesidade e neurodegeneração.