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A forma livre de astaxantina da fermentação de levedura Phaffia rhodozyma reduz triglicerídeos plasmáticos em um modelo de camundongos de dislipidaemia induzidos pela dieta pré

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Revista de Composição e Análise de Alimentos 65 (2018) 11-15
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Revista de Composição e Análise de Alimentos
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Artigo de pesquisa Original
Diário de Alimento Composição e Análise 65 (2018) 11-1
5
Forma livre de astaxantina a partir de levedura PhaFfium rodozyma fermentação reduz triglilíc plasmáticoerides em um modelo de camundongos de dislipidaemia induzidos pela dieta pré-obesidadeT
Myriam Mimoun-Benarroch1, Justine Lallement1, Larbi Rhazi2, Camille Boroch2, Cindy Hugot1,
		111,2	⁎
Claude-Narcisse Niamba , Hassan Younes , Flore Depeint
1 Département des sciences de la nutrition et santé, Institut Polytechnique UniLaSalle, 19 rue Pierre Waguet, 60000 Beauvais, França
2 UR Transformation & Agro-ressources, Institut Polytechnique UniLaSalle, 19 rue Pierre Waguet, 60000 Beauvais, França
A R T I C L E I N F O	A B S T R A C T
	Composto químico estudado neste artigo:
(3R,3′R)-Astaxanhin (PUBChem CID:
12358421)
Keywords:
Astaxantina
Carotenóide
Phaffia rhodozyma
Astaxantina de forma livre
Dislipidaemia
Triglicerídeos
Mecanismos de ação
	Trabalhos anteriores indicaram uma redução lipídica e ff ect de esterified astaxanhin (AX) de algas Haematococcus pluvialis. O objetivo deste estudo foi criar um modelo murino de dislipidaemia induzida pela dieta pré-obesidade para investigar o lipídio-lowering effect de AX de forma livre a partir de levedura Phaffia fermentação de rhodozyma. Após 6 semanas em dieta rica em gordura, 32 camundongos C57BL/6 masculinos foram divididos em 4 grupos alimentados (1) um padrão ou (2-4) uma dieta rica em gordura (HFD) complementada ou não com AX a 0,03% ou 0,06% durante 8 semanas. Os animais foram anestesiados e amostras biológicas(plasma e órgãos internos) coletadas e armazenadas a −80 °C. As concentrações plasmáticas de triglicérides e colesterol foram determinadas e a expressão genética medida para marcadores do metabolismo energético no fígado e tecido adiposo. As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o software SPSS e o significance definido em p < 0,05. Os resultados primários mostraram uma redução eff ect nos níveis de triglicerídeos (-35 a -45%, p < 0,05) nos grupos alimentados com alta gordura-dieta suplementada com AX, mas sem effect no colesterol. A expressão genética mostrou uma modulação de vários mecanismos de regulação energética, desde transportadores lipídicos até caminhos de beta-oxidação e resistência à insulina. Osects associados também podem ter implicações para a prevenção da síndrome metabólica.
Mimoun-Benarroch et al.	Revista de Composição e Análise de Alimentos 65 (2018) 11-15
Mimoun-Benarroch et al.	Revista de Composição e Análise de Alimentos 65 (2018) 11-15
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1. Introdução
Com o surgimento de distúrbios metabólicos no Mundo Ocidental, todos os seus fatores causadores são alvos potenciais para a atividade de promoção da saúde (O'Neill e O'Driscoll, 2015). Destes, a dislipidaemia pode ser umffect tanto em jejum quanto em triglicérides pós-prandial e níveis de colesterol. Uma pesquisa nacional recente indicou que mais de 45% da população francesa está acima do peso ou obesas (Obepi-Roche, 2012) e mais de 15% da população é tratada para dislipidaemia. O mesmo relatório sugeriu que adultos com excesso de peso apresentaram duas vezes maior risco de desenvolver dislipidaemia do que comparadores de peso normais. Embora drogas de redução lipídicas e moléculas bioativas tenham sido usadas há muito tempo, o astaxantina antioxidante carotenoide tem encontrado cada vez mais interesse na última década (Fassett e Coombes, 2012). Alguns ensaios clínicos em humanos foram realizados sobre este tema e Yoshida et al. mostraram que esterified astaxanhin (AX) foi capaz de reduzir os níveis de triglicerídeos em jejum após 12 semanas de suplementação (Yoshida et al., 2010). Embora a maioria das investigações clínicas e pré-clínicas tenham sido focadas no esterified AX das algas Haematococcus pluvialis, nosso objetivo é investigar se a forma livre
	
⁎ Autor Correspondente.
Endereço de e-mail: flore.depeint@unilasalle.fr (F. Depeint).
http://dx.doi.org/10.1016/j.jfca.2017.07.023
Recebido em 16 de fevereiro de 2017; Recebido em formulário revisado em 25 de junho de 2017; Aceito 8 julho 2017 Disponível online 10 julho 2017
0889-1575/ © 2017 Elsevier Inc. Todos os direitos reservados.
extrato de astaxantina da fermentação da levedura Pha ffia rhodozyma poderia exercerects semelhantes em camundongos dislipidamicos.
2. Métodos
2.1. Animais e dietas
Todas as dietas padrão e personalizadas foram produzidas pela SAFE (Augy,
França). Os protocolos animais foram realizados em uma unidade habitacional de LaSalle (C60-200-001) e receberam aprovação prévia do Comitê de Ética local para cuidados com animais (CEEA-116). Foram alojados camundongos C57BL/6 machos (Janvier Laboratories, França), 4 por gaiola de acordo com a boa prática laboratorial.
2.2. Protocolo experimental
Trinta e dois camundongos de 8 semanas foram alimentados com uma dieta padrão (A04 offering 3,5 kcal/g e consistindo de 60% de carboidrato, principalmente de amido, e 3% de gordura; n = 8) ou uma dieta rica em gordura (HFD offering 4,7 kcal/g consistindo de 27,5% (53% kcal) de gordura, dos quais 25% gordura saturada de larde, e 37,5% (32% kcal) carboidratos, 32% com 24% de sacarose; n = 24). Após 6 semanas, os camundongos alimentados com HFD foram ainda divididos para continuar a receber dieta HFD ou dieta HFD complementada com 0,03 ou 0,06% de AX extraído de Phaffia rhodozyma (Ajinomoto Foods Europe, Mesnil-StNicaise, França) por mais 8 semanas até sacrifice (n = 8 por grupo).
Os animais em jejum (12 h) foram profundamente anestesiados por injeção intraperitoneal (Cetamina/xilazina a 87 e 13 mg/kg, respectivamente) e o sangue foi coletado por punção cardíaca antes da luxação cervical. O plasma foi separado por centrifugação (2000 rpm, 10 min) e armazenado (−80 °C) até uso posterior. Os órgãos internos (fígado, tecido adiposo, caecum, intestino delgado, cólon, baço e rim) foram coletados e ponderados antes do armazenamento a −80 °C.
2.3. Medidas lipídicas
As concentrações de jejum de colesterol total e triglicérides no plasma foramquantificadas usando kits colorimétricos (K623-100 e K622100, respectivamente, BioVision, França) e seguindo rigorosamente as instruções do fornecedor.
2.4. Expressão genética de moléculas-alvo
O RNA foi extraído de 20 mg de tecido (tecido adiposo, fígado, intestino delgado) usando Rneasy mais mini kit (Qiagen, Courtabeuf, França) seguindo instruções dos fornecedores. O cDNA recombinante foi obtido a partir de 100 ng de RNA usando o kit de transcriptase reversa quantitect (Qiagen, França) seguindo as instruções do fornecedor. Finalmente 5 μL de cDNA diluído de 10 vezes foi amplified contra conjuntos de primer projetados (PrimerDesign, Reino Unido) contra genes-alvo listados na Tabela 1 usando kit PCR Verde QuantiFast® SYBR® (Qiagen, Courtabeuf, França). Após a ativação da polimerase de DNA HotStart Taq (95 °C, 5 min), foram realizados 40 ciclos de amplification (denaturação a 95 °C, 10 s seguido de ressarcimento/extensão a 60 °C, 30 s) com detecção de fl uorescence no final de cada etapa de extensão. Isso foi seguido por uma análise de curva de fusão (de 60 °C a 95 °C) para controle de qualidade dos amplicons. A expressão relativa foi calculada contra a dieta de controle padrão e tanto GAPDH quanto ATP5 B como genes de referência (qBase+, Biogazelle). O número e a identidade dos genes de referência foram baseados na estimativa genorm dos melhores genes de limpeza (Vandesompele et al., 2002) usando o software qBase+ (Biogazelle) e usando primers do kit genético geNorm 12 (PrimerDesign, Reino Unido).
2.5. Análises estatísticas
Todos os conjuntos de dados foram expressos como erro médio e padrão dos meios (SEM) ou intervalo de dencemediana e confi(CI95). Comparações estatísticas entre grupos foram realizadas utilizando-se testes não paramétricos (SPSS v22, IBM) como Kruskal-Wallis seguidos de comparações de pares entre grupos eo valor do signi fi cant foi definido para p < 0,05.
Tabela 1 Lista de genes-alvo.
Tabela 2
Dados fenotípicos.
	
	A04/A04
	HFD/HFD
	HFD/HFD-AX3
	HFD/HFD-AX6
	ganho de peso (g)
	6.9(0.84)
	9.7(4.52)
	8.4(3.55)
	10.2(3.33)
	Ingestão de alimentos (g/ animal/dia)
	4.34(0.621)
	3.36(0.375)
	3.10(0.232)
	3.29(0.496)
	Peso tecidual (g) – Tecido adiposo
	0.27(0.078)
	1.33(0.695)
	1.22(0.875)
	1.40 (0.564)
	– Fígado
	1.17(0.073)
	1.18(0.242)
	1.16(0.104)
	1.14 (0.128)
	– Baço
	0.08(0.017)
	0.11(0.033)
	0.10(0.020)
	0.11(0.030)
	– Caecum
	0.29(0.078)
	0.19(0.038)
	0.18(0.040)
	0.18(0.045)
	– Intestino delgado
	0.71(0.089)
	0.72 (0.084)
	0.69 (0.089)
	0.70(0.138)
	– Cólon
	0.16(0.018)
	0.12(0.008)
	0.15(0.013)
	0.13(0.013)
Os animais (C57BL/6 camundongos, n = 8) foram alimentados com uma gama de tratamentos durante 8 semanas. Os marcadores fenotípicos listados na tabela são medidos no final do estudo e expressos como desvio médio e padrão. A04 (dieta de manutenção padrão), HFD (dieta rica em gordura), AX3 ou AX6 (suplementação de astaxantina a 0,03 ou 0,06% na dieta rica em gordura).
3. Resultados e discussão
3.1. Redução lipídica effect
Os animais alimentados com dieta rica em gordura eram significantly mais pesados do que os controles alimentares padrão (p = 0,014) e nenhum differences foram medidos após o tratamento de AX. O ganho de peso, o consumo de alimentos e os pesos teciduais são resumidos na Tabela 2. O aumento do peso corporal deveu-se principalmente ao aumento do tecido adiposo em animais de HFD (p = 0,001), mas novamente a suplementação de AX não teve eff ect. Ao medir as concentrações lipídicas de jejum no plasma, no entanto, ambas as dietas suplementadas aX signifidiminuíram os níveis de triglicerídeos em comparação com hfd (p = 0,004) enquanto os níveis de colesterol não eram umff ected (Fig. 1).
O contexto C57BL/6 é o mais utilizado para estudos genéticos ou dietinutos metabólicos e obesidade, porém não visamos um estágio de desenvolvimento da patologia e permanecemos em período não assintomático, validado pela variação de ganho de peso muito pequena em relação à dieta padrão. Vários modelos transgênicos foram testados usando AX de algas. Os níveis de triglicerídeos no plasma são reduzidos por AX (0,03%) em ApoE-/- camundongos alimentados com dieta rica em gordura (HFD a 15% de conteúdo lipídado) por 4 semanas (Yang et al., 2011). Enquanto os triglicérides também são reduzidos em camundongos obesos ddY alimentados com HFD a 40% de conteúdo lipídeto e AX (6 mg/kg de peso corporal (b.w)) por 9 semanas (Ikeuchi et al., 2007), nenhuma modulação é observada em camundongos diabéticos db/db alimentados com uma dieta padrão com AX (até 50 mg/kg b.w) por 8 semanas (Dong et.al. 2013), sugerindo que o AX effect pode depender do co-tratamento com dieta rica em gordura.
O óleo de krill, que contém tanto ácidos graxos n-3 quanto AX, mostra um ect eff redutor no colesterol plasmético, mas não em triglicérides após 8 semanas em dieta de alto teor de gordura de colesterol alto (HCD) a 21% lipídio e 1,25% de teor de colesterol, respectivamente em camundongos C57BL/6 (Tandy et al., 2009). Embora a redução do colesterol eff ect possa ser devido aos ácidos graxos n-3, isso sugere que uma concentração crítica de AX (0,03% na dieta ou 6 mg/ kg b.w se lembrarmos dos antigos autores) pode ser necessária para diminuir os triglicérides, o que não é alcançado nesse estudo (0,01%).
		Metabolismo
			Toxicidade 	do armazenamento de transporte
	Liver	Gck, Acaca, Srebf1, Mlxipl, Crot, Pparγ, Cpt1a, Ucp2, Slc2a2, Acat1, Acat2, Pparα,
RXRA
	Fabp1, LDLR, Lrp8IRS4TNF, Gpt, Got1
	Adipose tissueLCAT, Pparα, RXRA, UCP1
	Fabp4, Abca1, Glut4, LDLRAdipoq, Adipor2
	Intestino delgado
	Fabp2, Lpl, ApoB, ApoC3, SCARB1
Após um pré-tratamento de 6 semanas, os animais (C57BL/6 camundongos, n = 8) foram alimentados com uma série de tratamentos durante 8 semanas. A expressão genética relativa dos genes selecionados foi medida por RT-qPCR após 8 semanas em tecidos selecionados.
O único estudo que investiga AX de Phaffia rhodozyma é realizado em camundongos CD-1 alimentados com HFD com 10% de teor lipídico complementado com
Fig. 1. Effects de astaxantina em lipídios plasmádidos em camundongos alimentados com dieta rica em gordura por 8 semanas.
Após um pré-tratamento de 6 semanas, os animais (C57BL/6 camundongos, n = 8) foram alimentados com uma série de tratamentos durante 8 semanas. Concentrações plasmáticas de jejum de triglicérides (A) e colesterol (B) foram medidas após 8 semanas. Os dados são expressados como Mediana e IC (95%). Letras erent diffna parte inferior das caixas indicam variações estatisticamente significant entre os grupos (p < 0,05).
0,03% AX por 70 semanas (Kim et al., 2009). Os níveis de triglicerídeos de jejum são mais uma vez signifipodem ser reduzidos pelo tratamento AX.
Apenas um outro estudo utilizou um pré-tratamento (Ryu et al., 2012). Os autores utilizam dieta de colesterol alto (HCD0,5%) e mostraram que o AX (0,08%) reduz os níveis de triglicerídeos após 4-9 semanas de tratamento em ApoE/camundongos. Todos esses dados publicados são consistentes com nossa conclusão de quea suplementação su ffi aX em camundongos dislipidamicos é capaz de reduzir os níveis de triglicerídeos plasmáticos em jejum dentro de 8 semanas, independentemente da fonte de astaxantina.
3.2. Mecanismos de ação
Conforme listado na Tabela 1, 35 genes foram investigados cobrindo uma série de vias, incluindo moléculas de transporte lipídudo, vias metabólicas, moléculas de armazenamento lipídida e hepatotoxicidade. Embora não necessariamente significantly, AX na concentração dietética de 0,03% maior expressão de genes Abca1 e Adipor2 no tecido adiposo em comparação com os camundongos de controle de HFD. Além disso, na dose mais alta de 0,06% na dieta, a AX reduziu o Pparg ao mesmo tempo em que aumentou o Srebf1, Acat2 e Lrp1 no fígado e, ao mesmo tempo, aumentou o Glut4, Abca1 e Rxra no tecido adiposo. Nãofoi observada modulação signi fi cant da expressão genética em amostras de intestino delgado (dados não apresentados).
AX aumentou a expressão do gene do Transporte de 1 (Abca1) de forma dependente de dose (p = 0,02) no tecido adiposo dos animais alimentados com dieta HFD, restaurando parcialmente a atividade de controle do gene (Fig. 2A). Abca1 é uma codificação genética para uma molécula de transporte de colesterol, transportando colesterol livre do tecido adiposo para lipoproteínas de alta densidade (HDL). Isso está de acordo com a literatura, onde o AX é mostrado para ativar os promotores abca1 de forma independente do LXR (Iizuka et al., 2012). AX também aumentou a expressão do Transportador de Glicose tipo 4 (Glut4) no tecido adiposo com níveis de expressão fi nal 2 vezes do grupo de controle HFD e 4 vezes do grupo de controle da dieta padrão (Fig. 2B). Glut4 está codificando para um transportador de glicose, carregando glicose dentro das células de uma maneira dependente da insulina. Da mesma forma, o AX é mostrado para melhorar a translocação glut4 estimulada pela insulina para a membrana plasmática (Ishiki et al., 2013). Ainda no tecido adiposo, os níveis de RNA do Receptor Tricóide X (Rxra) foram aumentados de forma dependente em animais tratados com AX em comparação com os controles HDF, levando a níveis próximos aos controles de dieta padrão (Fig. 2C). Rxra está codificando para um receptor nuclear envolvido na regulação do metabolismo lipídico. Neste caso, o receptor nuclear RXR-α forma um heterodimer com α receptor ativado por peroxisome (PPAR-α). Em um modelo celular, AX é um agonista moderado para PPAR-α (Jia et al., 2012). Embora a interação proteica não tenha sido medida em nosso estudo, o ect geral effseria semelhante, aumentando tanto a produção de um dos receptores nucleares (RXR-α) ou ativando o outro (PPAR-α)aumentando assim a atividade do heterodimer na regulação da expressão genética das proteínas envolvidas no metabolismo lipídico.
A expressão genética hepática também é umaffected por AX. Pparg é inibido de forma dependente de dose até 4 vezes em comparação com os controles de dieta HFD e standard (p = 0,002) (Fig. 2D). Pparg é codificação para um receptor nuclear PPAR-γ agindo como um fator de transcrição envolvido em uma série de funções fisiológicas, incluindo metabolismo lipídico ou emflammation. Dados celulares in vitro mostram que o AX é um moderque comeu antagonista para PPAR-ɣ (Jia et al., 2012). Os mesmos autores também mostraram uma inibição da expressão hepática PPAR-γ em camundongos steatic C57BL/6 alimentados com AX de 6 a 30 mg/kg b.w (Jia et al., 2016). Embora nossos dados não sejam tão claros, eles concordam com as análises apresentadas naquele artigo. A menor modulação em nosso experimento pode ser devido a differences na entrega de AX, gavage pode ser mais adequado para induzir uma resposta clara reprodutível ou nanatureza do AX sendo esterified extrato de algas nesse papel. O gene de transcrição vinculante do elemento regulatório Sterol Fator 1 ou Sterol regulador-vincula elementos 1 (Srebf1) foi aumentado de forma dependente de dose pelo tratamento AX (p = 0,002) leading à recuperação da expressão próxima à dos controles alimentares padrão (Fig. 2E). Srebf1 é codificação para um fator de transcrição controlado por concentrações de esterol na célula e seu ambiente. Seus genes-alvo estão envolvidos na biosíntese e absorção de lipídios. A expressão genética acetil-CoA AcylTransférase 2 (Acat2) foi recuperada parcialmente após o tratamento AX (p < 0,001). Gene Acat2 está codificando para uma enzima catalisando o esterification de colesterol no fígado. Esterified colesterol é então transportado através da Apolipoproteína B (ApoB) para portadores de colesterol de lipoproteína de baixa densidade (VLDL). Proteína relacionada ao receptor de lipoproteína de baixa densidade 1 (Lrp1), finally foi parcialmente recuperada, mas não significantly (Fig. 2F) no fígado. Lrp1 é codificação para e apolipoproteína (ApoE) localizada na superfície de chylomicrons e lipoproteínas de densidade intermediária (IDL).
Além disso, o AX em ambas as concentrações reduziu as concentrações de ácidos graxos trans C18:1 no tecido adiposo em comparação com o grupo controle de HFD (p = 0,001). Os ácidos graxos trans podem estar associados ao aumento dos riscos de doenças cardiovasculares através do aumento do LDL e diminuição do colesterol HDL. Embora não tenhamos visto nenhuma modulação dos níveis de colesterol, isso ainda pode ser um impacto positivo para os animais.
4. Conclusão
Embora a soma das informações e caminhos que parecem ter sido impactados pelo tratamento AX permaneça parcialmente hipotética, ela nos dá informações preliminares sobre as possíveis vias que são um ff ected levando à redução lipídica das propriedades do carotenoide. Além disso
	Fig. 2. Effects de astaxantina na expressão genética em camundongos alimentados com dieta rica em gordura por 8 semanas. Após um pré-tratamento de 6 semanas, os animais (C57BL/ 6 camundongos, n = 8) foram alimentados com uma série de tratamentos durante 8 semanas. A expressão genética relativa dos genes selecionados foi medida por RT-qPCR após 8 semanas em tecido adiposo (A-C) e fígado (D-F). Os dados são expressados como Mediana e IC (95%). Letras di fferent acima das caixas indicam variações estatisticamente significant entre os grupos (p < 0,05).
investigações são necessárias paraavaliar alguns dos mecanismos aqui propostos.
Conflito de interesses
Os autores declaram que não têmcon fltic de interesse.
Financiamento
Este trabalho faz parte do projeto APHAR e foi apoiadonancially pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, 1.2.32597 ado Conselho Regional de Picardie (França), 1012011196-11197. A bolsa de pós-doutorado do Dr. Mimoun-Benarroch (2011-2012) foi apoiadapelo Conselho Regional de Picardie (França), 1012011198. Os autores também gostariam de agradecer ao cluster de competitiveness Industries & Agro-Ressources (IAR) pelo apoio.
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