Universitat Autònoma de Barcelona
La síndrome de l'intestí irritable(SII) és un trastorn gastrointestinal comú i crònic que presenta dolor abdominal recurrent i hàbits intestinals anormals. A causa del seu origen desconegut, el tractament actual es dirigeix a alleujar els símptomes predominants, la qual cosa sovint comporta un maneig ineficaç. Com a conseqüència, els pacients amb SII solen presentar una reducció significativa de la seva qualitat de vida i fan ús de molts recursos mèdics, amb un augment progressiu dels costos sanitaris i socials. La seva etiologia i patogènesi subjacent no es coneixen del tot, per la qual cosa no hi ha biomarcadors específics per a diagnòstic, actualment basat en criteris clínics. Un patró intestinal amb diarrea predominant defineix el subtipus de SII amb predomini de diarrea(SII-D). Els àcids biliars(ABs) són elements importants en la fisiopatologia de trastorns gastrointestinals, i són capaços d'alterar la funció de barrera epitelial i actuar com a molècules de senyalització mitjançant receptors de ABs(RABs). Els pacients amb SII presenten un perfil fecal de ABs alterat i elevat juntament amb un microbioma diferent. A més, fins a una quarta part dels pacients diagnosticats de SII-D presenten diarrea per ABs(DAB) coexistent, amb augment de la secreció de líquids, alteracions de la permeabilitat intestinal i del trànsit colònic, i pateixen símptomes més greus. Les cèl·lules entèriques glials(CEGs) són reguladors crítics de la salut i malaltia gastrointestinal, i existeix un interès generalitzat en la seva contribució al SII, encara que fins avui, les limitades proves centrades únicament en la mucosa colònica mostren resultats contradictoris. Per tant, el principal objectiu d'aquesta tesi va ser identificar el fenotip molecular de les CEGs en el SII-D i definir si els ABs determinen característiques moleculars i clíniques específiques en aquest trastorn, amb la finalitat de conèixer la seva implicació en la disfunció de la barrera intestinal i l'activació de les cèl·lules glials. Al capítol 1, vam recollir biòpsies jejunals i fluid intestinal de pacients amb SII-D i controls sans(CS). La DAB es va avaluar mitjançant la prova de seleni-75-àcid tauroselcòlic(SeHCAT) en pacients amb SII-D. Es va caracteritzar el fenotip molecular del sistema nerviós entèric, la integritat de la barrera epitelial i els RABs en la mucosa jejunal, i es va determinar la concentració i composició del pool de ABs en el fluid jejunal. Observem una expressió diferencial de CEGs i proteïnes de les unions estretes(TJPs) segons el subgrup SeHCAT en comparació amb els CS. A més, la concentració de ABs va ser major en tots dos subgrups de SII-D, que van mostrar un perfil de AB diferent. Tots aquests canvis es van correlacionar amb les característiques clíniques dels pacients, la qual cosa suggereix el paper dels ABs en la fisiopatologia del SII-D. Al capítol 2, es va avaluar l'efecte de l'exposició a curt i llarg termini als ABs en la línia cel·lular epitelial Caco-2. Els àcids quenodesoxicòlic i desoxicòlic van alterar la integritat de la barrera epitelial i van augmentar la permeabilitat epitelial i, com a resultat nou, van modificar l'expressió de TJPs i RABs. Al capítol 3, es van realitzar una sèrie d'experiments in vitro per a determinar l'efecte dels ABs sobre les CEGs utilitzant dos models de CEG mientèrica. Descrivim, per primera vegada, que les CEGs expressen RABs i responen als ABs, així com a la senyalització epitelial mediada per AB. En concret, es van observar canvis en l'expressió gènica de marcadors CEG, implicant principalment els RABs nuclears NR1H4 i VDR. Els resultats d'aquesta tesi donen suport a la hipòtesi que les CEGs i els ABs estan implicats en el SII-D i contribueixen a la comprensió del seu paper en la complexa fisiopatologia d'aquest trastorn.
El síndrome del intestino irritable(SII) es un trastorno gastrointestinal común y crónico que presenta dolor abdominal recurrente y hábitos intestinales anormales. Debido a su origen desconocido, el tratamiento actual se dirige a aliviar los síntomas predominantes, lo que a menudo conlleva un manejo ineficaz. Como consecuencia, los pacientes con SII suelen presentar una reducción significativa de su calidad de vida y hacen uso de muchos recursos médicos, con un aumento progresivo de los costes sanitarios y sociales. Su etiología y patogénesis subyacente no se conocen del todo, por lo que no hay biomarcadores específicos para diagnóstico, actualmente basado en criterios clínicos. Un patrón intestinal con diarrea predominante define el subtipo de SII con predominio de diarrea(SII-D). Los ácidos biliares(ABs) son elementos importantes en la fisiopatología de trastornos gastrointestinales, y son capaces de alterar la función de barrera epitelial y actuar como moléculas de señalización mediante receptores de ABs(RABs). Los pacientes con SII presentan un perfil fecal de ABs alterado y elevado junto con un microbioma distinto. Además, hasta una cuarta parte de los pacientes diagnosticados de SII-D presentan diarrea por ABs(DAB) coexistente, con aumento de la secreción de líquidos, alteraciones de la permeabilidad intestinal y del tránsito colónico, y padecen síntomas más graves. Las células entéricas gliales(CEGs) son reguladores críticos de la salud y enfermedad gastrointestinal, y existe un interés generalizado en su contribución al SII, aunque hasta la fecha, las limitadas pruebas centradas únicamente en la mucosa colónica muestran resultados contradictorios. Por lo tanto, el principal objetivo de esta tesis fue identificar el fenotipo molecular de las CEGs en el SII-D y definir si los ABs determinan características moleculares y clínicas específicas en este trastorno, con el fin de conocer su implicación en la disfunción de la barrera intestinal y la activación de las células gliales. En el capítulo 1, recogimos biopsias yeyunales y fluido intestinal de pacientes con SII-D y controles sanos(CS). La DAB se evaluó mediante la prueba de selenio-75-ácido tauroselcólico(SeHCAT) en pacientes con SII-D. Se caracterizó el fenotipo molecular del sistema nervioso entérico, la integridad de la barrera epitelial y los RABs en la mucosa yeyunal, y se determinó la concentración y composición del pool de ABs en el fluido yeyunal. Observamos una expresión diferencial de CEGs y proteínas de las uniones estrechas(TJPs) según el subgrupo SeHCAT en comparación con los CS. Además, la concentración de ABs fue mayor en ambos subgrupos de SII-D, que mostraron un perfil de AB distinto. Todos estos cambios se correlacionaron con las características clínicas de los pacientes, lo que sugiere el papel de los ABs en la fisiopatología del SII-D. En el capítulo 2, se evaluó el efecto de la exposición a corto y largo plazo a los ABs en la línea celular epitelial Caco-2. Los ácidos quenodesoxicólico y desoxicólico alteraron la integridad de la barrera epitelial y aumentaron la permeabilidad epitelial y, como resultado novedoso, modificaron la expresión de TJPs y RABs. En el capítulo 3, se realizaron una serie de experimentos in vitro para determinar el efecto de los ABs sobre las CEGs utilizando dos modelos de CEG mientérica. Describimos, por primera vez, que las CEGs expresan RABs y responden a los ABs, así como a la señalización epitelial mediada por AB. En concreto, se observó una reactividad de la CEG inducida por AB mediante cambios en la expresión génica de marcadores CEG, implicando principalmente a los RABs nucleares NR1H4 y VDR. Los resultados de esta tesis apoyan la hipótesis de que las CEGs y los ABs están implicados en el SII-D y contribuyen a la comprensión de su papel en la compleja fisiopatología de este trastorno.
Irritable bowel syndrome (IBS) is a common and chronic gastrointestinal disorder presenting recurrent abdominal pain and abnormal bowel habits. Due to its unknown origin, the current treatment is targeted to relieve the predominant symptoms, which often brings to an ineffective management. As a result, IBS patients often report a significant reduction in quality of life and make use of many medical resources, with a progressive increase in healthcare and social costs. Its aetiology and underlying pathogenesis are not fully understood, so there are still no specific biomarkers for diagnosis, which is currently based on clinical criteria. A diarrhoea-predominant bowel pattern defines the diarrhoea-predominant IBS subtype (IBS-D). Bile acids (BAs) are important elements in the pathophysiology of gastrointestinal disorders, and are capable of disrupting epithelial barrier function and acting as signalling molecules via BAs receptors (BARs). Patients with IBS have an altered and elevated faecal BAs profile along with a distinct microbiome. In addition, up to a quarter of diagnosed IBS-D patients have coexisting BA diarrhoea (BAD) with increased fluid secretion, altered both, intestinal permeability and colonic transit, and suffer from more severe symptoms. Enteric glial cells (EGCs) are critical regulators of gastrointestinal health and disease and there is a widespread interest in their contribution to IBS, although to date, the limited evidence focusing only on the colonic mucosa shows conflicting results. Therefore, the main objective of this thesis was to identify the molecular phenotype of EGCs in IBS-D and to define whether BAs determine specific molecular and clinical features in this disorder, in order to gain insight into their implication in intestinal barrier dysfunction and glial cell activation. In Chapter 1, we collected jejunal biopsies and intestinal fluid from IBS-D patients and healthy volunteers (HVs). BAD was assessed by the selenium-75-homocholic acid taurine (SeHCAT) test in IBS-D patients. We characterised the molecular phenotype of the enteric nervous system, the epithelial barrier integrity and BARs in the jejunal mucosa, and determined the concentration and composition of the BA pool in the jejunal fluid. We observed a differential expression of EGCs and tight junction proteins (TJPs) based on the SeHCAT subgroup compared to HVs. In addition, BA concentration was higher in both IBS-D subgroups, which showed a distinct BA profile. All these changes correlated with the clinical features of the patients, suggesting the role of BAs in the pathophysiology of IBS-D. In Chapter 2, the effect of short and long term exposure to BAs on the epithelial cell line Caco-2 was evaluated. Chenodeoxycholic and deoxycholic acids disrupted epithelial barrier integrity and increased epithelial permeability and, as a novel result, modified the expression of TJPs and BARs. In Chapter 3, a series of in vitro experiments were performed to determine the effect of BAs on EGCs using two myenteric-derived glial cell models. We described, for the first time, that EGCs do express BARs and they respond to BAs as well as to BAs-mediated epithelial signalling. Specifically, a BA-induced EGC reactivity was found by means of changes in the gene expression of EGC markers, mainly involving the nuclear BARs NR1H4 and VDR. The results of this thesis support the hypothesis that EGCs and BAs are involved in IBS-D and contribute to the understanding of their role in the complex pathophysiology of this disorder.
Síndrome Intestí irritable; Síndrome Intestino Irritable; Irritable Bowel Syndrome; Cèl·lula entèrica glial; Célula entérica glial; Enteric glial cell; Àcids biliars; Ácidos biliares; Bile Acids
57 - Biological sciences in general
Ciències de la Salut
