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17/06/2020 Hábitos alimentares e imunidade intestinal: da ingestão de alimentos às células CD4 + TH https://translate.googleusercontent.com/translate_f 1/9 Página 1 REVEJA publicado: 15 de janeiro de 2019 doi: 10.3389 / fimmu.2018.03177 Fronteiras em Imunologia | www.frontiersin.org 1 1 Janeiro 2019 | Volume 9 | Artigo 3177 Editado por: Marcela A. Hermoso, Universidad de Chile, Chile Revisados pela: Luca Pastorelli, Universidade de Milão, Itália Patricia Langjahr, Universidade Nacional de Assunção, Paraguai *Correspondência: Nicola Gagliani n.gagliani@uke.de † Esses autores contribuíram igualmente a este trabalho Seção de especialidade: Este artigo foi enviado para Imunidade da mucosa, uma seção da revista Fronteiras em Imunologia Recebido: 15 de junho de 2018 Aceito: 27 de dezembro de 2018 Publicado: 15 janeiro 2019 Citação: Siracusa F, Schaltenberg N, Villablanca EJ, Huber S e Gagliani N (2019) Hábitos alimentares e intestinais Imunidade: da ingestão de alimentos ao CD4 + T H células. Frente. Immunol. 9: 3177. doi: 10.3389 / fimmu.2018.03177 Hábitos alimentares e intestinais Imunidade: da ingestão de alimentos ao CD4 + Células T H Francesco Siracusa 1 † , Nicola Schaltenberg1,2 † , Eduardo J. Villablanca 3 , Samuel Huber 4 e Nicola Gagliani 1,3,4 * 1 Departamento de Cirurgia Geral, Visceral e Torácica, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Hamburgo, Alemanha, 1 2 Departamento de Bioquímica e Biologia Celular Molecular, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Hamburgo, Alemanha, 3 Unidade de Imunologia e Alergia, Departamento de Medicina Solna, Instituto Karolinska e Hospital Universitário, Estocolmo, Suécia, 4 Departamento de Medicina, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Hamburgo, Alemanha Os hábitos alimentares têm um profundo impacto na homeostase intestinal e, em geral, no ser humano. saúde. Nos países ocidentais, a alta ingestão de calorias derivadas de produtos fritos, manteiga e a carne processada é favorecida em relação aos regimes alimentares ricos em frutas e legumes. este Esse tipo de dieta é geralmente chamado de dieta do tipo ocidental (DTA) e tem sido associado com várias condições inflamatórias metabólicas e crônicas do trato gastrointestinal. No Nesta revisão, descrevemos como a DTA promove inflamação intestinal e extra-intestinal e altera a imunidade das mucosas que atuam nas células T CD4 + em um ambiente dependente de microbiota. independente, resultando em maior suscetibilidade a doenças infecciosas e doenças autoimunes. Além disso, resumindo as descobertas recentes, propomos como a dieta suplementação com fibras e vitaminas poderia ser usada como uma ferramenta para modular células T CD4 + fenótipo e função, melhorando a inflamação e restaurando a homeostase da mucosa. Palavras-chave: inflamação, imunidade mucosa, células T CD4, dieta ocidental, gordura, sal, fibra, microbiota INTRODUÇÃO No trato gastrointestinal (GI), o sistema imunológico está constantemente sob grandes pressão, enfrentando continuamente uma ampla variedade de antígenos derivados tanto da microbiota intestinal e de comida. As células auxiliares T CD4 + intestinais ( TH ) são mediadores-chave da imunidade da mucosa e de acordo com suas funções efetoras, eles podem ser divididos em diferentes populações, a saber, H 1, T H 2, e T H 17, com as T H 17 células de ser relativamente abundante no interior do tracto GI (1 1- 4) Aqui, diferentes espécies bacterianas determinam se as células T CD4 + intestinais adquirem pró ou anti-inflamatórias fenótipos efetores (5 , 6), destacando a função crucial da microbiota intestinal na manutenção da homeostase da mucosa. As respostas pró-inflamatórias dirigidas pelas células T H são controladas por diferentes subconjuntos de células T CD4 + com capacidades reguladoras, nomeadamente células T reg e T R 1, participantes na promoção e manutenção da tolerância das mucosas a antígenos relacionados a alimentos e a si próprio (7- 9) No entanto, quando a tolerância da mucosa falha em limitar as respostas imunes pró-inflamatórias, isso resulta na inflamação intestinal que pode levar ao desenvolvimento de inflamações inflamatórias imunomediadas doenças (IMIDs), como doenças inflamatórias intestinais (IBDs). Os IBDs estão entre os principais doenças nos países ocidentais (10 , 11) e a observação de que células TH 17 e células TH 17 associadas citocinas como IL-17A, IL-17F e IL-22 são geralmente enriquecidas na mucosa inflamada de Pacientes com DII, sugere que as células TH 17 conduzem à inflamação intestinal (12 , 13) Curiosamente, CD4 + Células T, especialmente t H células 17, são altamente susceptíveis aos componentes da dieta do tipo ocidental (WTD) https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23editorial-board#editorial-board https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23editorial-board#editorial-board https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.03177 https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23articles#articles mailto:n.gagliani@uke.de https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.03177 https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.03177/full https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.03177/full https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.03177/full https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.03177/full https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.03177/full https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.03177/full https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=http://loop.frontiersin.org/people/576164/overview https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=http://loop.frontiersin.org/people/640765/overview https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=http://loop.frontiersin.org/people/240853/overview https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=http://loop.frontiersin.org/people/576099/overview https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23editorial-board#editorial-board https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23editorial-board#editorial-board https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=http://crossmark.crossref.org/dialog/%3Fdoi%3D10.3389/fimmu.2018.03177%26domain%3Dpdf%26date_stamp%3D2019-01-15 https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 17/06/2020 Hábitos alimentares e imunidade intestinal: da ingestão de alimentos às células CD4 + TH https://translate.googleusercontent.com/translate_f 2/9 Página 2Siracusa et al. Hábitos alimentares e imunidade intestinal FIGURA 1 Impacto dos hábitos alimentares na homeostase local e sistêmica e imunidade. Resumo gráfico resumindo as principaisconclusões que esta revisão irá discutir. Dietas do tipo ocidental, ricas em gordura, colesterol, açúcar e sal, são relatado para conduzir inflamação intestinal e extra-intestinal, causando disbiose microbiana e alteração do equilíbrio de pró e anti-inflamatórios Células T no intestino, enfraquecendo a imunidade intestinal e afetando homeostase intestinal. Por outro lado, dietas enriquecidas com fibras, indóis e vitaminas implementar efeitos benéficos na homeostase intestinal, aumentando o risco microbiano variedade e indução de um ambiente regulatório. (14 , 15) e WTD tem sido associada a maior incidência de IBDs (16) Além disso, o alto consumo de calorias derivado de carnes processadas, manteiga e fritos, todos os componentes da WTD, foram descritas para alterar instantaneamente a composição da microbiota intestinal, um fenômeno chamado disbiose, para uma proporção mais baixa de Bacteroidetes para Firmicutes (17- 19) A disbiose também é comumente encontrada em pacientes que sofrem de IMIDs, incluindo IBDs (20- 23) No entanto, apesar desses associações fortes, um vínculo direto de causa / efeito entre DTA e o desenvolvimento de IBDs ainda não foi comprovado. Nesta revisão, discutimos como as mudanças nos hábitos alimentares favorecendo a DTA afeta a imunidade intestinal alterando a composição da microbiota intestinal e fenótipo e funções de células T CD4 + efetoras e reguladoras . Além disso, propomos WTD leva a maior suscetibilidade a infecções maior incidência de doenças autoimunes crônicas, exacerbando a inflamação intestinal e extra-intestinal. Nós apoiar a hipótese de que a suplementação de dietas com produtos definidos de origem bacteriana ou dietética podem melhorar Inflamação induzida por DT, atuando sobre o efetor / regulador T eixo celular e, por sua vez, restaurar a homeostase intestinal (figura 1) Os resultados apresentados nesta revisão são baseados principalmente em experiências e validação cruzada em humanos, sempre que possível. O SISTEMA IMUNOLÓGICO INTESTINAL E O MICROBIOTA O sistema imunológico intestinal promove a imunidade das mucosas e mantém a tolerância a antígenos alimentares e microbianos, tanto através de seus componentes inatos e adaptativos localizados epitélio intestinal e lâmina própria. Além das células M e linfócitos intraepiteliais (IELs), células caliciformes, células Paneth e células linfóides inatas tipo 3 (ILC3s) constituem o braço inato do sistema imunológico intestinal. Por outro lado, as células plasmáticas secretoras de anticorpos, CD4 + e células T CD8 + representam o sistema imunológico adaptativo intestinal sistema. As mucinas secretadas pelas células caliciformes formam o muco único camada do intestino delgado e do muco de duas camadas da cólon com a camada interna impermeável às bactérias (24) As ILC3s contribuem eficientemente para a homeostase intestinal através de secreção de IL-17 e IL-22 (25 , 26) que instruem as células Paneth a secretam peptídeos antimicrobianos (AMPs) no lúmen intestinal. Embora os componentes inatos do sistema imunológico intestinal são fundamentais para fornecer uma primeira linha de proteção de micróbios invasores, esta revisão enfoca CD4 + T H células, devido ao seu papel único na orquestração do sistema imunológico adaptativo respostas, protegendo contra infecções. Entre os diferentes T CD4 H subconjuntos de células T, H 17 células são relativamente abundantes no trato gastrointestinal (27) Eles são caracterizado pela expressão do fator principal de transcrição RORγt, o receptor de quimiocina CCR6 e a transcrição fator aril-hidrocarboneto receptor (AhR) (28 , 29) T H 17 células secretam a maior quantidade de IL-17 e IL-22, contribuindo proteção contra infecções fúngicas e bacterianas, manutenção da imunidade da mucosa (1 1) No entanto, a observação que altos níveis de IL-17 e IL-22 são encontrados no inflamado mucosa de pacientes que sofrem de DII, destaca sua dualidade papel na limitação ou promoção da inflamação intestinal (12 , 13) O bloqueio completo da IL-17A não melhorou as condições intestinais inflamação na doença de Crohn, o que pode ser explicado por impedindo as ações benéficas da IL-17A, como promoção produção AMP que protege o host contra ataques micróbios invasores (30) De acordo com isso, também foi mostrado que as células T TCRγδ + secretoras de IL17 mediam a permeabilidade intestinal e exercer uma função protetora na integridade da barreira epitelial (31) At ao mesmo tempo em que células T deficientes em IL-17A induzem um resultado de doença mais agressivo em um modelo de transferência de camundongo colite (32.) Tomados em conjunto, esses achados sugerem que o celular fonte de produção de IL-17A pode determinar o benefício ou papel prejudicial da própria citocina. Portanto, células específicas o direcionamento da IL-17A poderia abrir novas abordagens terapêuticas. Além disso, foi descrito que as células TH 17 são uma substância altamente população de células plásticas, capaz de adquirir propriedades típicas de outras Subconjuntos de células CD4 + T (33) Devido à sua alta plasticidade, as células TH 17 pode ser benéfico ou prejudicial para o hospedeiro de acordo com o perfil de citocinas que eles exibem em resposta à inflamação estímulos. Enquanto IL-12 e IL-23 conduzem a conversão de TH 17 células em células T H 1 pró-inflamatórias , induzindo a aquisição de T-bet e CXCR3 e secreção de IFN-γ (33 , 34), exposição ligantes TGF-β e AhR mediam a aquisição de IL- 10 secreção de TH 17, convertendo-os em anti-inflamatórios células inflamatórias T R 1 exTH17 (35 , 36) Caracterizado pela falta de Foxp3 e expressão dos receptores co-inibidores CD49b e LAG-3 (37.), tanto células T R 1 de boa-fé como derivadas de TH 17 (ou seja, T R 1 exTH17 ) expansão limite de pró-inflamatórias T H 17 em células de maneira dependente de IL-10 (38.) Além disso, a patogenicidade de T H células 17 é também controlado por Foxp3 + T reg células (38.), qual, similarmente às células T R 1 e TH 17, são relativamente abundantes no intestino delgado, onde a maioria dos produtos alimentares é absorvida (9) Em resumo, as células T CD4 + pró e anti-inflamatórias co- existir dentro do trato gastrointestinal, estando sujeito a uma dinâmica altamente microambiente. Fronteiras em Imunologia | www.frontiersin.org 2 Janeiro 2019 | Volume 9 | Artigo 3177 Page 3 Siracusa et al. Hábitos alimentares e imunidade intestinal Uma camada adicional de complexidade para esse equilíbrio estreito de pro- e células anti-inflamatórias são adicionadas pela microbiota, cuja composição e abundância variam ao longo do trato GI (39.- 41) Isto é É cada vez mais reconhecido que a microbiota intestinal exerce não funções redundantes na manutenção da homeostase do hospedeiro, variando da síntese de nutrientes à proteção contra patógenos invasores e modulação das respostas imunes (42.- 44) De fato, estudos em camundongos livres de germes (GF) sublinharam maior suscetibilidade a infecções virais ou bacterianas de camundongos (56.) Aceita-se que dietas ricas em fibras sejam benéficas para hospedeiro, e regimes alimentares favoráveis ao consumo de fibra foram associados a uma diminuição do risco de diabetes tipo 2 (T2D), doenças cardiovasculares e inflamação intestinal (57- 59.) Isso sugere que a fibra pode potencialmente modular as funções intestinais. respostas imunes relacionadas e não relacionadas. No entanto, como o a fibra melhora a inflamação permanece pouco compreendida. 1 possível mecanismo poderia residir em sua fermentação por bactérias dentro do cólon, o que resulta na produção de curta duração https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23articles#articles https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org 17/06/2020 Hábitos alimentares e imunidade intestinal: da ingestão de alimentos às células CD4+ TH https://translate.googleusercontent.com/translate_f 3/9 privados de sua microbiota intestinal em comparação com camundongos alojados em condições específicas livres de patógenos (SPF) (45 , 46) Provavelmente, isso se deve ao fato de que espécies bacterianas ditam a fenótipo de células T CD4 + . Por exemplo, Bacteroides fragilis favorece diferenciação de células T CD4 + ingênuas em relação à produção de IFN-γ T H 1 (células6), enquanto as bactérias filamentosas segmentadas (SFB) diferenciação para IL-17, secretoras de T H células 17 (5) De importância, presença de SFB dentro da microbiota intestinal impede a crescimento de Citrobacter rodentium patogênico, provavelmente devido a T H 17 indução, melhoria da inflamação do cólon (5) Estes Os resultados destacam mais uma vez a natureza dualística das células TH 17 na prevenção ou exacerbação da inflamação intestinal. Composição da microbiota intestinal e, por sua vez, As células T CD4 + intestinais são, portanto, agentes-chave na promoção homeostase da mucosa. Por um lado, espécies bacterianas são capaz de moldar as funções imunológicas intestinais modulando Respostas de células T CD4 + . Por outro lado, enquanto as células TH 17 mediar a imunidade a micróbios invasores, Foxp3 + T reg e As células T R 1 mantêm tolerância a antígenos auto e alimentares, impedindo, assim, não controlada T H 17 imune mediada por células respostas. A ausência de supressão não controlada de células CD4 + T H cell- respostas imunes mediadas podem levar a DII, como visto em camundongos falta de genes críticos associados à imunossupressão, como IL- 10, que desenvolvem colite espontânea (47) De acordo, os IBDs foram definidos por aberrante de células CD4 + T H respostas celulares contra microbiota comensal em hospedeiros geneticamente suscetíveis (48.) Como CD4 específicas-comensais + T H respostas de células tem desenvolver foi revisado em outro lugar (49.) HÁBITOS ALIMENTARES NO OCIDENTAL PAÍSES Os hábitos alimentares têm um impacto profundo no estilo de vida de indivíduos. O alto teor lipídico na DTC geralmente deriva de ácidos graxos saturados e colesterol, além do excesso a ingestão de açúcar está ligada a maior incidência de colorretal câncer e IMIDs (50.- 52) Além disso, ingestão elevada de sal e consumo de ácidos graxos médios (MCFA) e de cadeia longa (LCFA), como os ácidos láurico e palmítico, induzem ou exacerbam inflamação, atuando na microbiota intestinal, bem como na os componentes inatos e adaptativos do sistema imunológico intestinal sistema (53- 55) Os hábitos alimentares favoráveis à DTM também estão alinhados com uma redução absorção de vitaminas e ingestão de vegetais e frutas ricas em fibra. A fibra alimentar consiste em polissacarídeos não amiláceos, celulose, lignina e outros oligo- ou polissacarídeos derivados de plantas que não são digeríveis ou absorvíveis no intestino delgado ácidos graxos da cadeia (SCFAs) (60 , 61) De fato, acetato, butirato e propionato, todos os SCFAs, mediam efeitos benéficos no hospedeiro envolvimento dos receptores acoplados à proteína G (GPRs) por uma variedade de células, incluindo células T CD4 + intestinais (62) No Além disso, evidências recentes sugerem que os efeitos benéficos da O consumo de fibra no host pode residir nas alterações que induz na composição da própria microbiota intestinal (63.) Em resumo, os hábitos alimentares influenciam muito a saúde humana, função moduladora de células T CD4 + e composição de microbiota intestinal. WTD INDUZ INFLAMAÇÃO MUCOSAL ALTERANDO A IMUNIDADE Lipídios, colesterol e sal Nesta parte da revisão, descrevemos os efeitos que a alta ingestão lipídios, colesterol e sal têm no sistema imunológico intestinal dissecando a complexa interação entre sistemas adaptativos e células imunes e microbiota intestinal. Em seguida, resumimos descobertas recentes sobre como os regimes alimentares favoráveis à DTA aumentam suscetibilidade a doenças e infecções auto-imunes crônicas com bactérias comensais (tabela 1) Por fim, propomos como inflamação intestinal e extra-intestinal dirigida por DTA pode modulado pela suplementação de bioprodutos definidos de origem microbiana ou dietética, que por sua vez atua nas células T CD4 + . Além de induzir doenças sistêmicas crônicas de baixo grau inflamação típica da obesidade (76 , 77), O WTD promove inflamação intestinal através de uma variedade de mecanismos frequentemente ligada à alteração da composição da microbiota intestinal (isto é, disbiose). A Figura 2 fornece um resumo gráfico. A alta ingestão de gordura aumenta os níveis de IL-1β, IL-6, TNF-α, e NF-κB no cólon (64 , 65), resultando em maior concentração de lipocalina 2 (Lcn2) nas fezes, um biomarcador de doenças intestinais inflamação (78) Afinamento das camadas de muco dos pequenos intestino e cólon (67 , 68) e maior permeabilidade intestinal ( 66) levar ao aumento da presença de bactérias Gram-negativas invasoras e níveis plasmáticos mais altos de LPS (79 , 80), exacerbando os inflamação sistêmica. Esses achados indicam que o alto nível lipídico O conteúdo de DTA afeta a homeostase da mucosa, induzindo o afinamento das camadas protetoras do muco intestinal e, portanto, aumentando o intestino permeabilidade e níveis de citocinas pró-inflamatórias. Da mesma forma, a alta ingestão de colesterol aumenta os níveis de IL- 1β no intestino delgado de camundongos e frequências de CD11b + e células CD11c + (74) Na mesma linha, o receptor X do fígado Camundongos deficientes em (LXR) (LXRαβ - / - ), que não possuem receptor para oxisteróis (metabolitos do colesterol), alimentados por 8 ou 16 semanas com DTC mostrou títulos mais altos de anticorpos antinucleares (ANA), Fronteiras em Imunologia | www.frontiersin.org 3 Janeiro 2019 | Volume 9 | Artigo 3177 Page 4 Siracusa et al. Hábitos alimentares e imunidade intestinal Quadro 1 Tabela que mostra como os diferentes componentes da DTC direcionam fenótipos celulares e funcionais associados à inflamação intestinal e extra-intestinal. Componentes de WTD Inflamação intestinal Efeitos nas células T CD4 + Efeitos na microbiota intestinal Suscetibilidade a infecção / doenças Alto teor de gordura ↑ IL-1β colônica, IL-6, TNF-α ( 64 , 65 ) ↑ permeabilidade intestinal (66 ) ↓ camadas de muco (67 , 68 ) ↑ células Th1 (69 ) ↑ Proteobactérias ↑ Firmicutes ↓ Bacteroidetes (17- 19 , 70 ) ↑ Bilophila wadsworthia (69) ↑ E. coli invasiva (71 , 72) Sal elevado ↑ colite (54 , 55 ) ↑ células Th17 (15 ) ↓ células Treg inibidoras (73 ) ↓ Lactobacillus spp. (14 , 54) ↑ colite (54 , 55) ↑ EAE (15 ) ↑ GVHD (73) Colesterol alto ↑ IL-1β do intestino delgado, CD11b + células mielóides (74) Não reportado ↑ Bilophila wadsworthia (69 ) ↑ ANA ↑ Preparação de células T ↑ expansão de células B (75 ) LCFA alto Não reportado ↑ células Th1, Th17 (53 ) ↓ Prevotellaceae ↑ EAE (53 ) ↓ famílias S24-7 (53 ) ANA, Anticorpos Anti-Nucleares; EAE, Encefalomielite Autoimune Experimental; GVHD, doença do enxerto contra o hospedeiro; LCFA, ácido graxo de cadeia longa. aumento do número de células B e aumento da iniciação das células T H , desenvolver uma doença auto-imune semelhante ao lúpus (75) Enquanto estes Os resultados sugerem que o metabolismo do colesterol através da LXR é Esses achados não apenas mostram que a microbiota intestinal é altamente suscetíveis a perturbações dos regimes alimentares, mas eles também revelam uma ligação direta entre DT, disbiose e aumento da https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23articles#articles https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org 17/06/2020 Hábitos alimentares e imunidade intestinal: da ingestão de alimentos às células CD4 + TH https://translate.googleusercontent.com/translate_f 4/9 crucial para prevenir a autoimunidade, o efeito do excesso de ingestão de colesterolna dieta nas células T H ainda permanece incerto. De fato, demonstrou-se que os oxisteróis favorecem e inibem as células TH 17 diferenciação via ligação direta a RORγt (81) ou envolvimento de LXR (82), atribuindo um benefício benéfico dependente do contexto ou papel prejudicial ao colesterol. Níveis elevados de colesterol podem também aumentam a produção de ácidos biliares (BAs) e altos níveis de BA concentração no cólon, juntamente com má absorção de BA, foi sugerido como uma possível causa de diarréia (83), uma condição comumente presente em pacientes que sofrem de IBDs. Entretanto, a etiologia da diarréia em pacientes com DII ainda é em debate e pode ser atribuída a uma soma de fatores, incluindo inflamação intestinal e interrupção da integridade da barreira, do que a um único fator. Além dos efeitos diretos nas células T CD4 + , dietas ricas em lipídios e colesterol demonstraram alterar drasticamente a composição da microbiota intestinal. De nota, fenótipo e funções efetoras das células T CD4 + intestinais são estritamente associado às diferentes espécies bacterianas da microbiota, e a microbiota intestinal responde rapidamente a mudanças na regimes alimentares. De fato, a alimentação prolongada de camundongos com DTA muda a composição da microbiota intestinal para uma maior proporção de espécies de Proteobacteria e Firmicutes sobre Bacteroidetes (19 , 70), levando a maior suscetibilidade a infecções por pathobiont por E. coli invasiva (71 , 72) Da mesma forma, dietas ricas em gorduras saturadas gordura derivada do leite favorece o crescimento do pathobiont Bilophila wadsworthia (BW) no cólon de camundongos IL-10 - / - , aumentando a incidência de colite espontânea (69) e camundongos SPF colonizados com PN apresentam maior expressão de IL-6 e amilóide sérica A (SAA), exibindo inflamação sistêmica (84) De nota, BW requer que a bílis em seu meio seja cultivada (85) e dietas ricos em gordura saturada derivada do leite aumentaram a quantidade de ácidos biliares conjugados com taurina (TCA) (69), indicando um valor ainda conversa cruzada indefinida entre a composição de ácidos biliares e a microbiota. suscetibilidade a infecções e colite. Mais estudos são necessários dissecar como espécies bacterianas específicas agem nos diferentes CD4 + Populações de células T. Curiosamente, a disbiose é uma característica comum dos pacientes sofrem de DII, o que se reflete na menor complexidade de espécies microbianas (86) e também exibem frequências aumentadas de T H 17 células e quantidades de IL-17 e IL-22, em comparação com indivíduos saudáveis (12 , 13) No entanto, ainda não está claro se o WTD altera primeiro o composição da microbiota intestinal que, por sua vez, induz pro- células T H 17 inflamatórias e promove inflamação intestinal, ou vice-versa. Além disso, os componentes exatos do WTD capazes de para atingir a microbiota e / ou células TH 17 ainda precisam ser totalmente identificado. Nos últimos anos, o sal tem recebido muita atenção. Wu et al. demonstraram que a glicocorticóide quinase-1 sérica (SGK1) dirige a expressão de IL-23R em T H 17 células por meio de inactivação Foxo1 (15), E sabe-se que a expressão de IL-23R em T H células 17 define sua patogenicidade (87 , 88) Curiosamente, o SGK1 foi mostrado para regular a detecção de sal por diferentes tipos de células, incluindo células colônicas epiteliais (89 , 90) Em seu trabalho, Wu et al. mostrou que ratos alimentados com dieta rica em sal (HSD) por 3 semanas exibiram frequências mais altas de células T H 17 da lâmina própria (LP) em comparação para ratos normais alimentados com comida. Além disso, camundongos alimentados com HSD foram mais suscetível à encefalomielite autoimune experimental (EAE), mostrando infiltração proeminente de TH 17 na região central sistema nervoso (SNC) (15) Um fenótipo semelhante foi descrito em camundongos alimentados com dietas ricas em ácido láurico (53) Ao longo Na mesma linha, camundongos alimentados com HSD apresentaram inflamação em camundongos IL-10 - / - (55) e maior gravidade de Dextrano Sulfato de Sódio (DSS) - e 2,4-Dinitrobenzeno Sulfônico Colite induzida por ácido (DNBS) (54) Esses estudos não apenas indicam que os hábitos alimentares que favorecem a DTA atuam localmente na indução intestinal inflamação, mas eles também sugerem uma ligação entre regimes e inflamação extra-intestinal. Além disso, recentes Fronteiras em Imunologia | www.frontiersin.org 4 Janeiro 2019 | Volume 9 | Artigo 3177 Page 5 Siracusa et al. Hábitos alimentares e imunidade intestinal FIGURA 2 | Lipídios, colesterol e sal moldam a célula T CD4 + intestinal fenótipo de maneira dependente ou independente da microbiota. (A) Ingestão alta de lipídios induz a disbiose, alterando a composição da microbiota intestinal para uma proporção mais alta de Proteobacteria e Firmicutes para Bacteroidetes. este pode levar a maior suscetibilidade a infecções por pathobiont, por exemplo, de E. invasiva coli ou Bilophila wswsworthia (BW). As camadas de muco do intestino delgado cólon diminuem, levando a uma maior permeabilidade intestinal, o que favorece a invasão de bactérias Gram-negativas e agrava o intestino inflamação. Além disso, dietas ricas em ácidos graxos saturados aumentam a níveis de citocinas pró-inflamatórias, como IL-1β, IL-6, TNF-α, dentro do trato gastrointestinal (GI), contribuindo para o estado inflamatório. (B) Dietas ricas no colesterol alteram a composição dos ácidos biliares e aumentam os níveis de IL-1β no intestino delgado, criando um ambiente inflamatório, que pode levar a maior suscetibilidade a infecções por BW, um patógeno conhecido por exigem que os ácidos biliares superem. Os metabólitos do colesterol também podem modular inflamação intestinal que inibe ou promove o desenvolvimento de células TH 17 através interação com LXR ou RORγt, respectivamente. (C) Dentro do WTD-driven inflamação intestinal, o sal pode alterar o fenótipo de células CD4 + T H 17 e T reg direta ou indiretamente, agravando a homeostase da mucosa. Via disparo de glicocorticóide quinase-1 sérico (SGK1), o sal direciona a expressão de IL-23R em T H 17 células, induzindo a sua patogenicidade, e promove a secreção de IFN-γ TABELA 2 Tabela mostrando os efeitos que a suplementação com dieta definida produtos biológicos podem ter no fenótipo de células T CD4 + e no intestino e inflamação extra-intestinal. Dietético suplementos Intestinal e extra-intestinal inflamação Efeitos nas células T CD4 + SCFAs ↓ colite (93) ↓ tumores do intestino delgado (K-ras G12Din ) (94 ) ↑ células T reg (93 , 95 ) ↑ células TH 17 (96 ) Indoles / AhR ligantes ↑ Resolução de inflamação ( 35 ) ↑ células TH 17 ((97 ) ↑ células T R 1 exTH17 (35 ) Vitamina A ↓ induzido por DSS ou TNBS colite ( 98 , 99) ↓ células T H 17 ↑ células T reg (100 , 101) ↑ células T reg LP (7 , 102 ) Vitamina D ↓ EAE (103 ) ↓ sintomas clínicos na UC pacientes* (104 ) ↓ células T H 17 (103 ) AhR, Receptor de Hidrocarboneto Aril; DSS, Dextran Sulfate Sodium; EAE, Experimental Encefalomielite autoimune; LP, Lamina Propria; SCFAs, ácidos graxos de cadeia curta; TNBS, ácido 2,4,6-trinitrobenzeno sulfônico; UC, Colite Ulcerativa. * O estudo não mostrou melhora da inflamação. suplementação de murinus melhorou o EAE, reduzindo números de células TH 17 na medula espinhal de camundongos alimentados com HSD (14) É importante ressaltar que a colonização de camundongos GF apenas com SFB ou SFB e L. murinus resultaram em altas ou baixas frequências de LP T H 17 células, sugerindo que a presença L. murinus modula t H 17 células. Esses achados sugerem que os hábitos alimentares influenciam as células T fenótipo e suas funções efetoras tanto em uma microbiota- moda dependente e independente, determinando se eles exibem papéis protetores ou patogênicos na imunidade intestinal. https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23articles#articleshttps://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org 17/06/2020 Hábitos alimentares e imunidade intestinal: da ingestão de alimentos às células CD4 + TH https://translate.googleusercontent.com/translate_f 5/9 das células T reg , atenuando suas capacidades supressoras. Além disso, alta ingestão de sal pode aumentar as frequências de patogenicidade T H 17 células redutoras a quantidade de Lactobacillus spp. dentro do trato gastrointestinal. evidência em um estudo piloto em humanos mostrou que 14 dias de sal O desafio aumentou o número de IL-17A- e TNF- circulantes células TH 17 secretadoras de α . Isso foi associado a níveis mais altos de sangue pressão, que é um fator de risco para aterosclerose (14) Sal elevado também foi descrito que o consumo induz a secreção de IFN-γ células T reg humanas, inibindo sua função supressora tanto in vitro e in vivo de uma maneira dependente de SGK1 (73) Ocupado juntos, esses estudos mostram que o sal altera diretamente o fenótipo e funções efetoras de células T CD4 + em um sistema independente de microbiota maneira. No entanto, também foi relatado que o sal tem uma profunda impacto na composição da microbiota intestinal e apenas indiretamente sobre as funções efetoras das células T H intestinais (91) Dois grupos de pesquisa relataram independentemente que alta ingestão de sal diminui os níveis de Lactobacillus spp, em última análise, favorecendo a inflamação (14 , 54) Esgotamento controlado por HSD de Lactobacillus murinus (L. murinus) aumentou as frequências de células LP T H 17 no intestino delgado, cólon e L. Além disso, foi relatado que o HSD diminui os níveis luminais de ácido indol-3-lático (ILA) e butirato (14 , 54) Butirato promove a expressão do Foxp3, estabilizando o LP T reg fenótipo, portanto, sua redução induzida por HSD pode alterar homeostase intestinal (92) Tomados em conjunto, favorecem o aumento de lipídios, colesterol e o consumo de sal leva a alterações na composição dos a microbiota intestinal que por sua vez afeta o fenótipo e função efetora das células T CD4 + intestinais . Isso pode finalmente resultam em maior suscetibilidade tanto ao intestino quanto ao infecções intestinais e um risco aumentado de desenvolver doenças crônicas doenças autoimunes. Fibras, Índoles e Vitaminas Nesta parte da revisão, descrevemos os efeitos que as armas de destruição em massa baixos teores associados de fibras, indóis e vitaminas têm componentes adaptativos do sistema imunológico intestinal. Então nós propor como a suplementação de dietas com produtos biológicos definidos de origem bacteriana e dietética pode restaurar os distúrbios intestinais homeostase. Esses achados estão resumidos brevemente na Tabela 2. Indivíduos com baixa diversidade de espécies bacterianas foram demonstrou exibir maior índice de massa corporal (IMC), triglicerídeos, hemoglobina A1c (HbA1c) e proteína C reativa níveis comparados àqueles com maior diversidade, indicando Fronteiras em Imunologia | www.frontiersin.org 5 Janeiro 2019 | Volume 9 | Artigo 3177 Page 6 Siracusa et al. Hábitos alimentares e imunidade intestinal um papel central da microbiota intestinal na manutenção homeostase metabólica (105 , 106) Fornecimento de fibra ao comunidade microbiana apoia sua diversidade de espécies (107) e dietas com pouca fibra alimentar têm sido associadas a doenças intestinais inflamação (108 , 109) Os efeitos benéficos da fibra alimentar na homeostase da mucosa são resumidos graficamente na Figura 3 . A privação de fibra induz a proximidade de bactérias intestinais a epitélio diluindo as camadas de muco (110), predispondo a infecções patogênicas com Citrobacter rodentium (63.) Ao longo de mesma linha, camundongos alimentados apenas com fibra ou inulina mostraram enriquecimento de espécies produtoras de SCFA, limitando o Clostridium difficile destacando o potencial terapêutico das fibras suplementação (111) Além disso, Kim et al. mostrou que camundongos sem o receptor acoplado à proteína G GPR43, um dos principais receptores de AGCCs no intestino, exibiram maior suscetibilidade a infecções patogênicas, induzida por DSS colite e carcinogênese induzida por Azoximetano (OMA) / DSS, todos associados com o aumento das frequências de LP do cólon T H 17 e frequências diminuídas de células T reg (112 , 113) Similarmente, em um modelo de transferência-colite, a suplementação com SCFA melhorou inflamação intestinal, aumentando a população de células T reg Maneira dependente da GPR43 (93) Entre os SCFAs, o butirato tem de fato demonstrou aumentar a geração de extra-tímicos Células T reg via promoção da acetilação do promotor Foxp3 e a sequência não codificante conservada 1 (CNS1), um intensificador elemento dentro do locus Foxp3 (95) Suplementação de butirato também protegeu camundongos alimentados com HFD do desenvolvimento espontâneo tumores do intestino delgado no modelo K-ras G12Din (94) Similarmente, administração de acetato aumentou as frequências de IL-17- células produtoras durante uma resposta imune ativa ao Citrobacter rodentium, resultando em depuração bacteriana aumentada (96) Tomados em conjunto, esses achados revelam não apenas os aspectos cruciais papel dos SCFAs como mediadores da imunidade intestinal e mucosa homeostase pelo efeito direto nas células T CD4 + , mas elas indiretamente, apontam também a importância da presença de SCFA- produzindo espécies de bactérias na microbiota intestinal. Além de ser caracterizado por um baixo teor de fibra, o WTD também é pobre em frutas e vegetais, que demonstraram ter um impacto positivo na saúde humana (114) Vegetais verdes, pertencentes especialmente ao gênero Brassica, contêm indóis que são convertidos em ligantes biologicamente ativos do AhR (115) AhR é expresso por vários tipos de células intestinais, incluindo IELs, ILC3s e células TH 17 (116 , 117) A falta de AhR prejudica a expressão de AMPs, aumenta a permeabilidade intestinal na colite induzida por DSS e exacerba a ativação imune (115) Além disso, AhR - / - FIGURA 3 | Fibras, indóis e vitaminas atuam de maneira sinérgica, promovendo homeostase intestinal. (A) Dietas ricas em fibras promovem espécies bacterianas bactérias produtoras de ácidos graxos de cadeia curta (SCFA), que por sua vez limitar o crescimento de patógenos, como Clostridium difficile, e promover a integridade da barreira. Os SCFAs também apóiam a homeostase intestinal após o envolvimento do GPR43 expresso nas células epiteliais intestinais. Além disso, os SCFAs podem diretamente interagir com células T CD4 + intestinais , alterando o equilíbrio das células T reg / T H 17 em direção às células T reg , induzindo assim um microambiente regulatório. (B) Dentro do lúmen do trato GI, a conversão de indóis em ligantes biologicamente ativos de O AhR contribui para manter a homeostase intestinal atuando sobre células imunes adaptativas. Por um lado, o envolvimento do AhR por seus ligantes induz a secreção de IL-22 a partir de ILC3s, que por sua vez promove a produção de peptídeos antimicrobianos (AMPs) de células Paneth. Por outro lado, desencadeamento de eixo AhR em T H 17 células medeia a sua conversão em IL-10 secretoras t R células 1, que por sua vez são capazes de terminar imune respostas. (C) A forma biologicamente ativa do ácido all-trans retinóico (ATRA) de A vitamina A induz a expressão dos receptores CCR9 e α4β7 do intestino integrina nas células T reg , contribuindo para criar um microambiente regulatório dentro do trato gastrointestinal, que é ainda mais aumentado pela redução de T H 17 células. Da mesma forma, o envolvimento do VDR pelos metabólitos ativos da vitamina D amortece a secreção de IL-17 pelas células TH 17. pacientes que sofrem de DII através da conversão de pró-AhR células inflamatórias TH 17 em células reguladoras T R 1. No entanto, isso ainda precisa ser comprovado. Diferenciação e estabilidade do t H 17 fenótipo celular lata também ser modulado por vitaminas, especialmente A e D, o conteúdo dos quais são reduzidos emWTD. Dentro do intestino delgado, a dieta A vitamina A é convertida por CD103 + DCs em biologicamente forma ativa ácido all-trans retinóico (ATRA) (119 , 120) o https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org/journals/immunology%23articles#articles https://translate.google.com/translate?hl=pt-BR&prev=_t&sl=auto&tl=pt&u=https://www.frontiersin.org 17/06/2020 Hábitos alimentares e imunidade intestinal: da ingestão de alimentos às células CD4 + TH https://translate.googleusercontent.com/translate_f 6/9 camundongos exibem redução de ILC3s produtoras de IL-22, levando amaior aptidão de SFB que por sua vez promove intestinal T H 17 células (117 , 118) Ao mesmo tempo, a observação de que AhR suporta diferenciação de células TH 17 através da interação com STAT1 (97), sugere que o desenvolvimento das células LP T H 17 pode ser mediado por um mecanismo dependente de AhR. Curiosamente, engajamento de AhR via 6-Formilindolo [3,2-b] carbazol (FICZ) in vitro diferenciadas T H 17 células induz aquisição de IL- 10, favorecendo a sua conversão em t R células 1. Isso indica que Os ligantes AhR podem promover a resolução das respostas imunes (35) Portanto, é interessante especular que dietas ricas em vegetais verdes pode limitar a inflamação intestinal de papéis detalhados do ATRA na formação da imunidade intestinal foramrevisado em outro lugar (121) A administração da ATRA foi demonstrou melhorar a inflamação intestinal em camundongos que sofrem colite induzida por DSS ou TNBS (98 , 99), provavelmente mudando o equilíbrio T reg / T H 17 em favor de T reg células (100 , 101) Adição ATRA para TGF-β durante a diferenciação de células T reg também demonstrou aumentar sua capacidade de migrar para o LP (7) e suas capacidades supressivas in vivo em um modelo murino de colite de transferência (100) De nota, os ratos alimentados com vitamina A deficiente dieta (DVA) mostrou uma diminuição substancial no número de Células T CD4 + LP no intestino delgado, devido à importância crucial papel da vitamina A na mediação da indução de CCR9 e Fronteiras em Imunologia | www.frontiersin.org 6 Janeiro 2019 | Volume 9 | Artigo 3177 Page 7 Siracusa et al. Hábitos alimentares e imunidade intestinal integrina α4β7, principais moléculas de retorno ao intestino (102) Ao longo do mesmo linha, Tejon et al. mostraram que durante a inflamação intestinal, em células T reg diferenciadas in vitro foram capazes de converter eficientemente em T H 17 células quando transferido para murganhos VAD-alimentado, um sugerindo efeito anti-inflamatório do ATRA (122) Por um lado, induzindo um ambiente mais regulatório na mucosa inflamada de pacientes que sofrem de DII via a suplementação de vitamina A pode parecer tentadora. No outro Por outro lado, foi demonstrado que a tradução de seus efeitos nas clínicas ser problemático e, por enquanto, não há evidências mostrando efeitos benéficos da suplementação de vitamina A para a saúde de Pacientes com DII. Semelhante à vitamina A, o conteúdo de vitamina D é baixo em DTN e polimorfismos no gene do receptor da vitamina D (VDR) foram associado a maior incidência de DII (123) De nota, TH 17 as células podem ser sensíveis aos níveis de vitamina D, dada sua expressão de VDR. De acordo com isso, foi demonstrado um alto consumo de vitamina D para amortecer a secreção de t IL-17A e IL-17F H células 17, em última análise, melhorar as manifestações clínicas da EAE (103) Similarmente, Recentemente, foi relatado que a atividade clínica de doenças pacientes com colite ulcerosa ativa (UC) melhoraram após o tratamento semanal suplementação de colecalciferol (104) No entanto, nenhuma alteração no inflamação intestinal e sistêmica foram observadas e outras ensaios clínicos envolvendo suplementação de vitamina D em pacientes que sofrem de DII não apresentaram melhora substancial da parâmetros clínicos (124) Tomados em conjunto, embora essas descobertas questionem uma possível papel terapêutico da suplementação vitamínica isoladamente melhorando a inflamação intestinal, eles destacam a potencial dos componentes da dieta na modulação do CD4 + T fenótipo celular. Entre eles, SCFAs e ligantes AhR poderiam promover a homeostase intestinal e favorecer a imunidade da mucosa. No entanto, estudos translacionais são necessários e acabarão esclarecer sua eficácia nas clínicas. CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS Evidências sobre o impacto da dieta biologicamente ativa componentes na modulação da imunidade da mucosa e da homeostase estão começando a surgir. Hábitos alimentares ocidentais favorecendo alta A ingestão de lipídios, colesterol e sal promove a atividade intestinal local. inflamação extra-intestinal que molda o fenótipo e funções efetoras de células T CD4 + em um ambiente dependente de microbiota ou - moda independente. Isso pode resultar em alterações intestinais imunidade, levando a uma maior suscetibilidade a infecções causadas por patógenos intestinais e aumento o risco de doenças auto-imunes inflamatórias crônicas. O estado inflamatório induzido por DTT poderia, no entanto, ser potencialmente revertida pela suplementação de dietas com alimentos ricos em fibra e indóis, que representam um promissor tratamento ferramenta para modular a homeostase intestinal agindo sobre T H 17 / T reg eixo célula e restaurando bactérias que produzem SCFA- espécies. CONTRIBUIÇÕES DO AUTOR FS e NS escreveram o manuscrito e prepararam tabelas e figuras. EV e SH editaram o manuscrito. NG supervisionou e editou o manuscrito. FINANCIAMENTO Este trabalho foi apoiado pelo ERC (StG 715271 a NG e StG 337215 a SH). REFERÊNCIAS 1. Korn T, Bettelli E Oukka M, Kuchroo VK. IL-17 e Th17 células. Ann Rev Immunol. (2009) 27: 485-517. doi: 10.1146 / annurev.immunol.021908.132710 2. Luckheeram RV, Zhou R, Verma AD, Xia B. CD4 (+) Células T: diferenciação e funções. Clin Dev Immunol. (2012) 2012: 925135. doi: 10.1155 / 2012/925135 3. Mosmann TR, Coffman RL. 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