Resumen<\/h2>\n\n\n\n
La exposici\u00f3n perinatal al di\u00f3xido de titanio (TiO2), como part\u00edcula transmitida por los alimentos (E171), puede influir en la funci\u00f3n de la barrera intestinal y en la susceptibilidad a desarrollar enfermedad inflamatoria intestinal (EII) en el futuro.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
Se investig\u00f3 el impacto de la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 transmitido por los alimentos (E171) sobre la funci\u00f3n de la mucosa intestinal y la susceptibilidad a desarrollar colitis asociada a la EII.<\/p>\n\n\n\n
Se expusieron ratones madre gestantes y lactantes a TiO2 hasta el destete de las cr\u00edas y se evalu\u00f3 la microbiota intestinal y la funci\u00f3n de la barrera intestinal de sus cr\u00edas el d\u00eda 30 despu\u00e9s del nacimiento (destete) y en la edad adulta (50 d\u00edas). <\/p>\n\n\n\n
Las marcas epigen\u00e9ticas se estudiaron mediante el perfil de metilaci\u00f3n del ADN que mide el nivel de 5-metil-2\u2032-desoxicitosina (5-Me-dC) en el ADN de las c\u00e9lulas epiteliales del c\u00f3lico. <\/p>\n\n\n\n
La susceptibilidad a desarrollar EII se ha monitorizado utilizando el modelo de colitis inducida por dextrano-sulfato de sodio (DSS). Se utilizaron ratones libres de g\u00e9rmenes para definir si la transferencia microbiana influye en la homeostasis de la mucosa y la posterior exacerbaci\u00f3n de la colitis inducida por DSS.<\/p>\n\n\n\n
Introducci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
El tracto gastrointestinal es una interfaz compleja entre el entorno externo y el sistema inmunol\u00f3gico, que establece una barrera din\u00e1mica que permite la absorci\u00f3n de nutrientes de la dieta y la exclusi\u00f3n de compuestos da\u00f1inos de la luz intestinal, al tiempo que permite el muestreo de ant\u00edgenos luminales como parte de la vigilancia inmunol\u00f3gica. <\/p>\n\n\n\n
La capacidad de controlar la absorci\u00f3n a trav\u00e9s de la mucosa y proteger contra el da\u00f1o de sustancias nocivas desde la luz se define como funci\u00f3n de barrera intestinal (IBF). La primera l\u00ednea de defensa son las bacterias comensales que producen sustancias antimicrobianas y compiten con las bacterias pat\u00f3genas por los nutrientes.<\/p>\n\n\n\n
La segunda l\u00ednea de defensa es la capa mucosa, que es una barrera mec\u00e1nica contra sustancias t\u00f3xicas y es rica en IgA secretada y p\u00e9ptidos antimicrobianos (AMP), impidiendo as\u00ed el acceso de las bacterias al epitelio.<\/p>\n\n\n\n
El tercer componente de la barrera est\u00e1 compuesto por una monocapa de c\u00e9lulas epiteliales intestinales que impide a\u00fan m\u00e1s que las mol\u00e9culas t\u00f3xicas y los pat\u00f3genos entren en los tejidos. Esta constituye la \u00faltima defensa ante el sistema inmunol\u00f3gico de las mucosas, que representa la barrera definitiva. <\/p>\n\n\n\n
La microbiota, el epitelio intestinal y el sistema inmunol\u00f3gico asociado funcionan y se regulan mutuamente a trav\u00e9s de estrechas relaciones. El paso de nutrientes y sustancias t\u00f3xicas desde la luz a trav\u00e9s del epitelio se logra mediante permeabilidades tanto paracelulares como transcelulares.<\/p>\n\n\n\n
La homeostasis del tejido de la mucosa intestinal en adultos resulta del establecimiento perinatal de tolerancia inmune inducida por la mucosa.<\/p>\n\n\n\n
Los defectos perinatales en la inducci\u00f3n de la tolerancia mucosa se asocian con el desarrollo de numerosas enfermedades humanas, incluidas alergias, enfermedades autoinmunes o enfermedades inflamatorias intestinales (EII), en etapas posteriores de la vida.<\/p>\n\n\n\n
La tolerancia perinatal es inducida por c\u00e9lulas inmunes innatas que dan forma a la respuesta inmune adaptativa.<\/p>\n\n\n\n
El epitelio intestinal controla esta red inmune reguladora a trav\u00e9s de su funci\u00f3n de barrera, se\u00f1ales mediadas por contacto celular y la producci\u00f3n de citocinas La exposici\u00f3n perinatal al humo del cigarrillo, compuestos diet\u00e9ticos u otros microorganismos ambientales juega un papel decisivo en la maduraci\u00f3n del sistema inmunol\u00f3gico de las mucosas.<\/p>\n\n\n\n
Un n\u00famero importante de enfermedades cr\u00f3nicas humanas (inflamatorias, metab\u00f3licas\u2026) est\u00e1n relacionadas con una deficiencia del FIB y algunas de ellas, como la EII, presentan alteraciones de los cuatro compartimentos del FIB.<\/p>\n\n\n\n
Actualmente se cree que la EII est\u00e1 relacionada con factores ambientales asociados al modo de vida occidental, que actualmente se desconocen.<\/p>\n\n\n\n
Aunque fumar cigarrillos o la ingesta de carbohidratos est\u00e1n asociados con la EII, otros factores ambientales, como la ingesti\u00f3n de aditivos alimentarios (AG) y emulsionantes, pueden presentar riesgos potenciales para la salud al alterar el IBF y luego favorecer la EII.<\/p>\n\n\n\n
Entre los AG, el di\u00f3xido de titanio (TiO2) se usa com\u00fanmente como pigmento blanco (E171) y con frecuencia se agrega a alimentos como dulces, productos l\u00e1cteos y bebidas, principalmente para mejorar el color y la consistencia.<\/p>\n\n\n\n
Las part\u00edculas de TiO2 transmitidas por los alimentos (E171) var\u00edan desde nanopart\u00edculas hasta micropart\u00edculas, y algunos estudios han demostrado que este AG contiene al menos un 36 % de part\u00edculas de TiO2 a nanoescala.<\/p>\n\n\n\n
El E171 se encuentra entre los AG a base de part\u00edculas minerales m\u00e1s utilizados en productos de consumo. Como se describe en gran medida, la exposici\u00f3n aguda o cr\u00f3nica al TiO2 en roedores adultos altera los elementos del FIB, incluidos la microbiota, el epitelio y el sistema inmunol\u00f3gico intestinal.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, los mecanismos subyacentes no se conocen bien y actualmente se desconoce si estos cambios son reversibles o no cuando cesa la exposici\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s, E171 puede translocarse al cuerpo interno. Finalmente, se describe que la exposici\u00f3n de ratones adultos al TiO2 no solo induce una inflamaci\u00f3n intestinal grave despu\u00e9s de la administraci\u00f3n de DSS, sino que tambi\u00e9n los pacientes con EII activa presentan niveles m\u00e1s altos de TiO2 en su circulaci\u00f3n sist\u00e9mica, en comparaci\u00f3n con las personas sanas.<\/p>\n\n\n\n
Hasta ahora, la mayor\u00eda de los estudios de toxicidad intestinal de TiO2 FA se han realizado en modelos que reproducen las consecuencias de la exposici\u00f3n en adultos, y hay pocos datos disponibles sobre la exposici\u00f3n al TiO2 en las primeras etapas de la vida. <\/p>\n\n\n\n
Un estudio reciente inform\u00f3 que las ratas j\u00f3venes son m\u00e1s susceptibles a la exposici\u00f3n oral a part\u00edculas de TiO2 y mostraron m\u00e1s reacciones adversas que los animales adultos. Esta falta de datos es preocupante porque los niveles m\u00e1s altos de E171 se encuentran en productos que los ni\u00f1os comen en grandes cantidades (dulces, caramelos, etc.), lo que lleva a la mayor exposici\u00f3n de los ni\u00f1os al TiO2 transmitido por los alimentos.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n se inform\u00f3 que, aunque el riesgo de una alta exposici\u00f3n a part\u00edculas de TiO2 transmitidas por los alimentos (E171) ha llamado la atenci\u00f3n de la comunidad acad\u00e9mica, s\u00f3lo unos pocos estudios se han centrado en este grupo de edad espec\u00edfico, mientras que no hay ning\u00fan estudio disponible sobre el probable impacto durante el embarazo y los per\u00edodos de lactancia.<\/p>\n\n\n\n
En este estudio, planteamos la hip\u00f3tesis de que la exposici\u00f3n perinatal al (E171) TiO2 podr\u00eda alterar los elementos del FIB, favoreciendo luego el desarrollo de inflamaci\u00f3n intestinal a lo largo de la vida.<\/p>\n\n\n\n
Para evaluar esta hip\u00f3tesis, expusimos ratones hembra C57BL\/6 pre\u00f1ados a 9 mg de E171\/kg de peso corporal\/d\u00eda a trav\u00e9s del agua potable, desde el inicio de la gestaci\u00f3n hasta 3 semanas despu\u00e9s del parto.<\/p>\n\n\n\n
Luego, sus cr\u00edas fueron expuestas primero al beber la leche de su madre, y las madres todav\u00eda estaban expuestas a 9 mg de E171\/kg de peso corporal\/d\u00eda a trav\u00e9s del agua potable.<\/p>\n\n\n\n
Despu\u00e9s del destete, las cr\u00edas bebieron directamente a trav\u00e9s del agua potable, que tambi\u00e9n conten\u00eda 9 mg de E171\/kg de peso corporal\/d\u00eda, hasta el d\u00eda 50 posnatal. Esta concentraci\u00f3n de exposici\u00f3n se encuentra en el rango inferior de la exposici\u00f3n diaria estimada de los adultos humanos, que oscila entre 5,5 y 10,4 mg. \/kg p.c.\/d\u00eda seg\u00fan estimaciones de EFSA (ref 35).<\/p>\n\n\n\n
Al considerar las directrices sobre conversi\u00f3n de dosis entre la exposici\u00f3n humana y animal, como la gu\u00eda pr\u00e1ctica de Nair y Jacob o las directrices de la FDA, anteriormente estimamos que dosis de hasta 50 a 60 mg\/kg de peso corporal\/d\u00eda en ratones ser\u00edan realistas, confirmando que la dosis utilizada en el presente estudio puede considerarse como una dosis de exposici\u00f3n baja.<\/p>\n\n\n\n
Esta estrategia experimental nos llev\u00f3 a evidenciar que el TiO2 era capaz de translocarse en embriones y cr\u00edas, alterando su composici\u00f3n en elementos qu\u00edmicos, as\u00ed como el desarrollo y la homeostasis del intestino.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s, descifraron los mecanismos por los cuales la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 alter\u00f3 la homeostasis del FIB y la mayor susceptibilidad a desarrollar colitis a lo largo de la vida y destacamos el papel de la microbiota.<\/p>\n\n\n\n
Resultados<\/h2>\n\n\n\nTranslocaci\u00f3n de E171 (TiO2) de ratones madre a cr\u00edas<\/h3>\n\n\n\n
Para determinar si el TiO2 puede transferirse de la madre a su descendencia, se expusieron ratones hembra pre\u00f1ados a E171 (TiO2) (9 mg\/kg de peso corporal\/d\u00eda) en agua potable hasta el destete y se determin\u00f3 la concentraci\u00f3n de Ti mediante ICP-MS.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
En comparaci\u00f3n con los ratones de control expuestos \u00fanicamente al agua, observamos un aumento significativo de la concentraci\u00f3n de Ti en los tejidos del feto medido en el d\u00eda embrionario 20, lo que confirma la translocaci\u00f3n de TiO2 de la madre a los embriones. <\/p>\n\n\n\n
En el \u00edleon de las cr\u00edas, medido en el d\u00eda 12 postnatal, tambi\u00e9n se midi\u00f3 un mayor contenido de Ti en comparaci\u00f3n con los animales no expuestos, pero no se observ\u00f3 un aumento significativo en el est\u00f3mago o el h\u00edgado. <\/p>\n\n\n\n
Esto sugiere que el TiO2 se absorbi\u00f3 en la superficie del \u00edleon y potencialmente puede translocarse a trav\u00e9s del intestino de los cachorros, aunque esto deber\u00eda confirmarse mediante la cuantificaci\u00f3n del Ti en el torrente sangu\u00edneo del cachorro.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, es dif\u00edcil tomar muestras debido a la edad y el tama\u00f1o de los cachorros. Los ratones madre en el d\u00eda 21 despu\u00e9s del parto (destete) tambi\u00e9n tuvieron un aumento significativo de la concentraci\u00f3n de Ti en los tejidos del \u00edleon y el bazo, pero no en el h\u00edgado en comparaci\u00f3n con los ratones no tratados.<\/p>\n\n\n\n
Aunque las cantidades de Ti en el agua del grifo eran de alrededor de 0,5 mg\/kg, los ratones de control que no estuvieron expuestos a TiO2 ten\u00edan una concentraci\u00f3n elevada de Ti probablemente debido a la presencia de Ti en los gr\u00e1nulos de alimento. <\/p>\n\n\n\n
En conjunto, estos datos mostraron que el TiO2 se puede encontrar en la descendencia despu\u00e9s de la exposici\u00f3n de su madre.<\/p>\n\n\n\n Para investigar el impacto de la exposici\u00f3n al TiO2 en las concentraciones de diferentes elementos qu\u00edmicos en los \u00f3rganos, se compar\u00f3 la frecuencia de una gran cantidad de elementos qu\u00edmicos en ratones madre expuestos a TiO2 con un control no expuesto. <\/p>\n\n\n\n Se demostr\u00f3 que la exposici\u00f3n al TiO2 transmitido por los alimentos aument\u00f3 significativamente las concentraciones de boro (B), sodio (Na), magnesio (Mg) y calcio (Ca) en el bazo, pero la exposici\u00f3n al TiO2 no modific\u00f3 la composici\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos en el h\u00edgado.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, la exposici\u00f3n materna al TiO2 transmitido por los alimentos influye en la composici\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos tanto en embriones como en cr\u00edas. De hecho, mientras que las concentraciones de B, Aluminio (Al), Silicio (Si), Potasio (K), Cromo (Cr), Manganeso (Mn), Cobalto (Co), N\u00edquel (Ni), Cobre (Cu), Zinc ( Zn), selenio (Se) y plomo (Pb) aumentaron, las concentraciones de Mg, f\u00f3sforo (P) y Ca se redujeron en embriones expuestos a TiO2. <\/p>\n\n\n\n La exposici\u00f3n perinatal al TiO2 transmitido por los alimentos (E171) se asocia con mayores concentraciones de B, Ca, Cr, Mn, hierro (Fe), n\u00edquel (Ni) y Cu y una concentraci\u00f3n reducida de P en el h\u00edgado del cachorro en comparaci\u00f3n con el control.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Si bien el Ti lleg\u00f3 a los embriones y afect\u00f3 la composici\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 transmitido por los alimentos no tuvo ning\u00fan impacto en la supervivencia del feto ni en la proporci\u00f3n hombre\/mujer.<\/p>\n\n\n\n Para determinar las consecuencias de la exposici\u00f3n de madres pre\u00f1adas al TiO2 en las comunidades microbianas de su descendencia, la mucosa col\u00f3nica se someti\u00f3 a la secuenciaci\u00f3n del gen 16S rRNA utilizando Illumina NextSeq500.<\/p>\n\n\n\n Se eligi\u00f3 investigar las comunidades bacterianas asociadas con la mucosa col\u00f3nica debido a su proximidad al epitelio subyacente y su papel potencial en el intercambio de nutrientes y la inducci\u00f3n del sistema inmunol\u00f3gico innato del hu\u00e9sped.<\/p>\n\n\n\n Al comparar la composici\u00f3n de la microbiota asociada al colon en la descendencia de ratones madre expuestos a TiO2 con ratones de control no tratados, se demostr\u00f3 que tanto la riqueza como la diversidad bacteriana fueron significativamente mayores en el d\u00eda 30, pero no en el d\u00eda 50 en la mucosa col\u00f3nica medida por el n\u00famero de OTU y el \u00edndice de Shannon.<\/p>\n\n\n\n Independientemente de la muestra considerada, los miembros pertenecientes a Firmicutes, seguidos de Bacteroidota, dominaron la composici\u00f3n de la comunidad bacteriana a nivel de filo. Si no se ha observado un impacto significativo de la exposici\u00f3n perinatal a TiO2 para esta clasificaci\u00f3n taxon\u00f3mica en los d\u00edas 30 y 50, se han observado alteraciones importantes a nivel de g\u00e9nero para ambas fechas de muestreo.<\/p>\n\n\n\n En el d\u00eda 30, los taxones m\u00e1s aumentados en ratones expuestos a TiO2 pertenecen principalmente a Firmicutes (concretamente Atopostipes), Pseudomonadota (es decir, Caulobacter, Roseomonas), Actinobacteriota pero tambi\u00e9n a Bacteriodota y Defferibacteriota (Muscispirillum), mientras que los taxones m\u00e1s reducidos pertenecen a Firmicutes ( Candidatus arthromitus), Pseudomonadota, Actinobacteria, Gemmatimonada y Verrucomicrobiota (Akkermansia).<\/p>\n\n\n\n En el d\u00eda 50, la exposici\u00f3n a TiO2 (E171) en ratones provoc\u00f3 un aumento significativo de bacterias afiliadas a los filos de Firmicutes, Pseudomonadota (Caulobacter, Brevundimonas) y Bacteroidota y una disminuci\u00f3n de taxones que pertenecen principalmente a Firmicutes.<\/p>\n\n\n\n Dado que se describe que la microbiota intestinal modula la homeostasis del epitelio intestinal, se investig\u00f3 si la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 transmitido por los alimentos (E171) tambi\u00e9n altera la integridad del epitelio intestinal.<\/p>\n\n\n\n Tanto en los d\u00edas 30 como 50 despu\u00e9s del nacimiento, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 aument\u00f3 significativamente el flujo de Dextran-FITC 4kD a trav\u00e9s de la mucosa digestiva, in vivo. <\/p>\n\n\n\n Esto se confirm\u00f3 en experimentos de la c\u00e1mara de Ussing, donde tambi\u00e9n se demostr\u00f3 que la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 aumenta el flujo de Dextran-FITC 4kD a trav\u00e9s del epitelio del colon de ratones en los d\u00edas 30 y 50 despu\u00e9s del nacimiento. <\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, la expresi\u00f3n de la quinasa de cadena ligera de miosina (Mylk), un regulador maestro de la apertura de la uni\u00f3n estrecha [31], aument\u00f3 con la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 en los d\u00edas 30 y 50 despu\u00e9s del nacimiento.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Si bien la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 aument\u00f3 el nivel de ARNm de Claudin 2 (Cld2) en el colon de ratones en los d\u00edas 30, su expresi\u00f3n no cambi\u00f3 en los d\u00edas 50.<\/p>\n\n\n\n A diferencia de Cld2, el nivel de ARNm de la prote\u00edna de uni\u00f3n estrecha 1 (Tpj1) no se vio afectado en los d\u00edas 30, mientras que su expresi\u00f3n aument\u00f3 en los d\u00edas 50 despu\u00e9s del nacimiento.<\/p>\n\n\n\n Finalmente, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 aument\u00f3 el nivel de ARNm de Occludina (Ocln) col\u00f3nica en los d\u00edas 30, mientras que su expresi\u00f3n se redujo en los d\u00edas 50 despu\u00e9s del nacimiento.<\/p>\n\n\n\n A los 30 d\u00edas despu\u00e9s del nacimiento, la exposici\u00f3n perinatal aument\u00f3 los niveles de ARNm de Muc2, Muc3, Muc4 y Tff3 mientras que disminuy\u00f3 los niveles fecales de lisozima.<\/p>\n\n\n\n A los 50 d\u00edas despu\u00e9s del nacimiento, la exposici\u00f3n a TiO2 (E171) s\u00f3lo aument\u00f3 el nivel de Muc2.<\/p>\n\n\n\n Dado que la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 (E171) alter\u00f3 la funcionalidad del epitelio col\u00f3nico, luego se monitorearon sus efectos sobre la homeostasis de las c\u00e9lulas madre epiteliales intestinales (IESC).<\/p>\n\n\n\n Despu\u00e9s de la extracci\u00f3n de la cripta base que contiene IESC, se determinaron los niveles de ARNm de algunos marcadores de inmadurez, c\u00e9lulas madre columnares de la base de la cripta (CBC), c\u00e9lulas madre \u2009+\u20094 y la v\u00eda Wnt en el colon de los ratones en los d\u00edas 30 y 50 despu\u00e9s del nacimiento.<\/p>\n\n\n\n En el d\u00eda 30 postnatal, los ratones expuestos a TiO2 (E171) mostraron una disminuci\u00f3n del nivel de ARNm de CD44, un marcador de inmadurez, mientras que aument\u00f3 el nivel de ARNm de la prote\u00edna modular de uni\u00f3n a calcio 2 (Smoc2) relacionada con SPARC, un marcador de c\u00e9lulas madre CBC. transcriptasa inversa de telomerasa (Tert) y hom\u00f3logo de la regi\u00f3n de inserci\u00f3n 1 de Mo-MLV del linfoma B (Bmi1), dos marcadores de \u2009+\u20094 c\u00e9lulas madre, as\u00ed como el marcador de la v\u00eda wnt can\u00f3nica (wnt3a) (Fig. 3D).<\/p>\n\n\n\n En el d\u00eda 50, los ratones expuestos a TiO2 ten\u00edan niveles elevados de ARNm de CD44 col\u00f3nico, receptor 5 acoplado a prote\u00edna G rico en leucina (Lgr5), hom\u00f3logo 2 del complejo Achaete-scute (Ascl2) y prote\u00edna 1 de uni\u00f3n a ARN de Musashi ( Musashi), tres marcadores de CBC, telomerasa transcriptasa inversa (Tert) y prote\u00edna X de solo homeodominio (Hopx), dos marcadores de \u2009+\u20094 c\u00e9lulas madre y el marcador de la v\u00eda wnt no can\u00f3nica (wnt5, implicada en la v\u00eda inflamatoria) pero no Olfactomedin-4 (Olfm4).<\/p>\n\n\n\n A continuaci\u00f3n, se investig\u00f3 la capacidad de IESC para sobrevivir y crecer para generar organoides cultivando durante 9 d\u00edas la base de las criptas obtenidas de ratones expuestos a TiO2 o su control a los 30 o 50 d\u00edas de edad.<\/p>\n\n\n\n Se observ\u00f3 una reducci\u00f3n significativa del crecimiento de organoides en el d\u00eda 9 despu\u00e9s del cultivo de organoides obtenidos de ratones expuestos a TiO2 en comparaci\u00f3n con el control en el d\u00eda 30 (Fig. 3E), pero la supervivencia de los organoides col\u00f3nicos fue similar entre el grupo tratado con TiO2 y el no tratado.<\/p>\n\n\n\n El d\u00eda 50 despu\u00e9s del nacimiento, de acuerdo con el aumento de los niveles de ARNm de algunas c\u00e9lulas madre y los marcadores de la v\u00eda wnt, la exposici\u00f3n de los ratones al TiO2 tuvo una supervivencia reducida de los organoides col\u00f3nicos, mientras que mejor\u00f3 el crecimiento de los organoides.<\/p>\n\n\n\n Finalmente, dado que se sabe que el estr\u00e9s oxidativo y\/o la metilaci\u00f3n del ADN regulan la expresi\u00f3n gen\u00e9tica, se monitore\u00f3 el impacto de la exposici\u00f3n al TiO2 en el equilibrio oxidativo, as\u00ed como la metilaci\u00f3n del ADN del epitelio col\u00f3nico.<\/p>\n\n\n\n En este objetivo se utiliz\u00f3 8-oxo-dGuo como biomarcador de oxidaci\u00f3n del ADN, siendo considerada tambi\u00e9n esta lesi\u00f3n como marcador de estr\u00e9s oxidativo y siendo cuantificable con una alta sensibilidad mediante m\u00e9todos como la espectrometr\u00eda de masas en t\u00e1ndem HPLC.<\/p>\n\n\n\n Como biomarcador de metilaci\u00f3n del ADN, se cuantific\u00f3 la 5-metil-2\u2032-desoxicitidina, es decir, 5-Me-dC, ya que es el sitio de metilaci\u00f3n predominante en los genomas de los mam\u00edferos y muestra la mayor importancia biol\u00f3gica ya que modula la uni\u00f3n de factores de transcripci\u00f3n. al ADN.<\/p>\n\n\n\n Nuevamente, se utiliz\u00f3 espectrometr\u00eda de masas en t\u00e1ndem HPLC para cuantificar esta base de ADN. <\/p>\n\n\n\n La exposici\u00f3n perinatal al TiO2 no desencaden\u00f3 la oxidaci\u00f3n del ADN, lo que sugiere que no desencaden\u00f3 el estr\u00e9s oxidativo, como lo demuestran los niveles sin cambios de 8-oxo-dGuo en las c\u00e9lulas epiteliales a los d\u00edas 30 y 50 despu\u00e9s del nacimiento. <\/p>\n\n\n\n Sin embargo, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 (E171) aument\u00f3 la metilaci\u00f3n del ADN, como lo demuestra el nivel elevado de 5-Me-dC en las c\u00e9lulas epiteliales del colon en el d\u00eda 50, pero no en el d\u00eda 30 despu\u00e9s del nacimiento.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s de la microbiota col\u00f3nica, la capa mucosa y el epitelio intestinal, se investigaron las consecuencias significativas de la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 en la homeostasis del sistema inmunol\u00f3gico del colon en ratones j\u00f3venes (d\u00eda 30) y adultos (d\u00eda 50). <\/p>\n\n\n\n La exposici\u00f3n perinatal al TiO2 transmitido por los alimentos aument\u00f3 los niveles de ARNm de Il1b, Il6, Il12b, Il22 y Tnfa en las placas de Peyer y el \u00edleon el d\u00eda 30 despu\u00e9s del nacimiento.<\/p>\n\n\n\n Este perfil se amplific\u00f3 a\u00fan m\u00e1s el d\u00eda 50 despu\u00e9s del nacimiento, donde se observaron aumentos m\u00e1s fuertes de la expresi\u00f3n de ARNm de IL: Il1b, Il6, Il10, Il12b, Il22, Tnfa e Ifng.<\/p>\n\n\n\n En el colon, el d\u00eda 30 despu\u00e9s del nacimiento, solo se observ\u00f3 una expresi\u00f3n reducida de Il10 e Il23, as\u00ed como una mayor expresi\u00f3n de Il22. <\/p>\n\n\n\n A diferencia de los observados en el colon de ratones j\u00f3venes, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 no afect\u00f3 el nivel de ARNm de Il23 mientras que aument\u00f3 la expresi\u00f3n de Il1b, Il6, Il10, Il22 y Tnfa.<\/p>\n\n\n\n Sin embargo, a nivel de prote\u00ednas, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 (E171) aument\u00f3 la expresi\u00f3n de citocinas col\u00f3nicas de Tnf\u03b1, Ifn\u03b3, IL-12 e IL-1\u03b2.<\/p>\n\n\n\n En cuanto a las poblaciones de c\u00e9lulas inmunes del colon, experimentos de citometr\u00eda de flujo en la l\u00e1mina propia del colon de ratones (d\u00eda 50) evidenciaron que la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 aument\u00f3 el porcentaje de c\u00e9lulas mieloides (CD11+), redujo el porcentaje de c\u00e9lulas B (B220+) y no cambi\u00f3 el porcentaje de c\u00e9lulas T (CD3+) (Fig. 4C).<\/p>\n\n\n\n Finalmente, el porcentaje reducido de c\u00e9lulas B en la l\u00e1mina propia se asoci\u00f3 con niveles fecales reducidos de IgA, pero no de IgG en los d\u00edas 30 y 50 despu\u00e9s del nacimiento.<\/p>\n\n\n\n Dado que se ha demostrado que la disbiosis de la microbiota intestinal altera la homeostasis intestinal.<\/p>\n\n\n\n Se evalu\u00f3 si la funcionalidad modificada observada de la mucosa col\u00f3nica estaba mediada por la disbiosis microbiana inducida por TiO2. <\/p>\n\n\n\n Por lo tanto, se colonizaron ratones pre\u00f1ados libres de g\u00e9rmenes con microbiota fecal de ratones expuestos a TiO2 o con microbiota de control no tratado.<\/p>\n\n\n\n Seis semanas despu\u00e9s de la transferencia de microbiota, se evaluaron la permeabilidad y los niveles de ARNm de Occludin, Tpj1, Tpj2 y Mylk, as\u00ed como Il1b, Il12, Tnfa e Ifng.<\/p>\n\n\n\n La transferencia de disbiosis de la microbiota desencadenada por TiO2 (E171) a ratones sanos libres de g\u00e9rmenes condujo a un aumento significativo de la permeabilidad intestinal paracelular, un aumento del nivel de ARNm de Mylk y una reducci\u00f3n del nivel de ARNm de Tjp1 y Tjp2.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, estos ratones exhibieron un estado proinflamatorio, como lo demuestra un aumento de los niveles de ARNm de Il1b, Il12, Tnfa e Ifng en comparaci\u00f3n con los ratones que recibieron microbiota de control. En conjunto, estos datos demuestran que el efecto del TiO2 sobre la funci\u00f3n intestinal est\u00e1 mediado por un mecanismo dependiente de la microbiota.<\/p>\n\n\n\n Dado que la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 alter\u00f3 la homeostasis del IBF temprano en la vida al destete, se investig\u00f3 si dicha alteraci\u00f3n puede persistir en la edad adulta y su influencia en el desarrollo de la colitis: huella duradera de la exposici\u00f3n perinatal. <\/p>\n\n\n\n Se observ\u00f3 que la alteraci\u00f3n de la homeostasis de la mucosa col\u00f3nica relacionada con la exposici\u00f3n temprana al TiO2 no persisti\u00f3 hasta las 17 semanas de edad adulta, seg\u00fan se monitore\u00f3 la permeabilidad, las citoquinas y otros marcadores inflamatorios.<\/p>\n\n\n\n Sin embargo, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 (E171) mejor\u00f3 significativamente la p\u00e9rdida de peso corporal y el DAI inducido por DSS.<\/p>\n\n\n\n La exposici\u00f3n perinatal al TiO2 tambi\u00e9n exacerb\u00f3 la colitis, como lo demuestra una longitud reducida del colon asociada con una mayor expresi\u00f3n de ARNm col\u00f3nico y niveles de prote\u00ednas de IL-1\u03b2, IL-4, IL-12, IL-13, IFN\u03b3 y TNF-\u03b1.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 (E171) aument\u00f3 los marcadores inflamatorios fecales como la lipocalina y la MPO, que fueron inducidos por DSS.<\/p>\n\n\n\n La exposici\u00f3n perinatal al TiO2 tambi\u00e9n agrav\u00f3 significativamente las alteraciones de la permeabilidad intestinal, como lo demuestra un aumento del flujo de dextrano-FITC, la expresi\u00f3n de ARNm de MLCK y un nivel reducido de ARNm de Tjp1.<\/p>\n\n\n\n Se colonizaron ratones libres de g\u00e9rmenes pre\u00f1ados y lactantes con microbiota intestinal de ratones expuestos perinatalmente a TiO2 transmitido por los alimentos (E171), que mostr\u00f3 disbiosis.<\/p>\n\n\n\n En el d\u00eda 30 posnatal, las cr\u00edas de madres libres de g\u00e9rmenes pre\u00f1ados y lactantes, colonizadas por heces La microbiota de ratones expuestos o no al TiO2 transmitido por los alimentos (E171) mostr\u00f3 alteraciones de la funci\u00f3n de la barrera intestinal, incluida la permeabilidad y la expresi\u00f3n de citoquinas.<\/p>\n\n\n\n Por el contrario, en la semana 17 de vida, ya no hubo diferencias significativas en t\u00e9rminos de permeabilidad, citoquinas u otros marcadores inflamatorios.<\/p>\n\n\n\n La colitis se control\u00f3 midiendo el peso corporal y el DAI todos los d\u00edas. La p\u00e9rdida de peso corporal y DAI inducida por DSS aument\u00f3 en animales que recibieron la microbiota disbi\u00f3tica de ratones expuestos perinatalmente a TiO2.<\/p>\n\n\n\n La colitis se exacerb\u00f3 en estos animales, como lo demuestra una longitud reducida del colon asociada con una mayor expresi\u00f3n de ARNm col\u00f3nico y niveles de prote\u00ednas de IL-1\u03b2, IL-4, IL-12, IL-13, IFN\u03b3 y TNF-\u03b1. <\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, aument\u00f3 la expresi\u00f3n de marcadores inflamatorios fecales de lipocalina y MPO.<\/p>\n\n\n\n Finalmente, agrav\u00f3 las alteraciones de la permeabilidad intestinal, como lo demuestra un aumento del flujo de Dextran-FITC, la expresi\u00f3n de ARNm de Mlck y una expresi\u00f3n reducida de ARNm de Tjp1<\/p>\n\n\n\n Se ha demostrado que la exposici\u00f3n aguda o cr\u00f3nica a dosis elevadas de TiO2 transmitido por los alimentos (E171) en la edad adulta puede alterar el FIB y\/o agravar la colitis.<\/p>\n\n\n\n Se observ\u00f3 que en ratones pre\u00f1ados y lactantes, una dosis baja y realista de TiO2 transmitido por los alimentos (E171) pudo traslocar las barreras del hu\u00e9sped, incluidos el intestino, la placenta y la gl\u00e1ndula mamaria, para llegar a los embriones y las cr\u00edas, respectivamente.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Como se desarroll\u00f3 en la secci\u00f3n de Material y M\u00e9todos, la dosis utilizada en este estudio corresponde a una ingesta diaria de 5,5 mg\/kg p.c., y la exposici\u00f3n humana estimada oscila entre 5,5 y 10,4 mg TiO2\/kg p.c. por d\u00eda. <\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s de este paso a trav\u00e9s de la barrera del hu\u00e9sped, la exposici\u00f3n al TiO2 (E171) altera la composici\u00f3n de elementos qu\u00edmicos tanto en los embriones como en el h\u00edgado de las cr\u00edas.<\/p>\n\n\n\n Las consecuencias de este paso perinatal de TiO2 son una alteraci\u00f3n del FIB, asociada con una mayor susceptibilidad a desarrollar colitis de por vida. Adem\u00e1s, nuestros datos evidencian que la disbiosis de la microbiota inducida por la exposici\u00f3n perinatal al TiO2 es suficiente para alterar el FIB y aumentar la susceptibilidad a desarrollar colitis de por vida. <\/p>\n\n\n\n Estos resultados evidencian que factores ambientales como el TiO2 transmitido por los alimentos (E171), al interactuar con la microbiota, son capaces de alterar los otros componentes del FIB para promover la inflamaci\u00f3n intestinal.<\/p>\n\n\n\n A pesar de la capacidad del TiO2 transmitido por los alimentos (E171)para trasladarse a trav\u00e9s del epitelio intestinal, su destino en el cuerpo interno no est\u00e1 claro.\u00a0<\/p>\n\n\n\n Seg\u00fan la dosis y el tipo de part\u00edculas de TiO2, se han descrito acumulaciones en el bazo, el h\u00edgado y los ri\u00f1ones. Sin embargo, con respecto a su capacidad potencial para trasladarse a trav\u00e9s de la placenta y la gl\u00e1ndula mamaria para llegar a embriones y cr\u00edas, respectivamente, esto fue documentado s\u00f3lo por un estudio reciente que utiliz\u00f3 un modelo de perfusi\u00f3n de placenta ex vivo.<\/p>\n\n\n\n En el estudio, los autores evidenciaron que las part\u00edculas de TiO2 transmitidas por los alimentos (E171) pudieron cruzar el cotiled\u00f3n de la placenta humana, aunque no hay datos disponibles sobre su posible paso in vivo. Adem\u00e1s, la presencia de Ti en el meconio no indica si su paso se produjo durante gestaci\u00f3n y\/o inicio de la lactancia.<\/p>\n\n\n\n De acuerdo con este estudio, nuestros datos evidencian que el TiO2 transmitido por los alimentos es capaz de trasladarse a trav\u00e9s de la mucosa intestinal para llegar al medio interno (bazo) de las hembras pre\u00f1adas y luego a los embriones al cruzar la placenta.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, como se han monitoreado las part\u00edculas de TiO2 transmitidas por los alimentos (E171) en el contenido luminal del intestino delgado de las cr\u00edas alimentadas por hembras expuestas a TiO2, esto sugiere la capacidad del TiO2 (E171) para trasladarse del contenido luminal del intestino de la madre a la leche materna y luego llegar a las cr\u00edas.<\/p>\n\n\n\n Con los resultados actuales no se puede demostrar si el TiO2 (E171) puede traslocarse a trav\u00e9s del intestino del cachorro, ya que la presencia de Ti en la luz intestinal no significa necesariamente que se trasloque. El Ti debe permanecer adherido al epitelio intestinal y\/o a la capa mucosa del cachorro sin trasladarse hacia los tejidos internos. Adem\u00e1s de la capacidad del TiO2 transmitido por los alimentos (E171) para llegar a los embriones y las cr\u00edas, los datos tambi\u00e9n demuestran sus impactos nocivos en la composici\u00f3n de elementos qu\u00edmicos tanto en los embriones como en los \u00f3rganos de las cr\u00edas.<\/p>\n\n\n\n Los elementos m\u00e1s afectados son el Boro, Aluminio, Silicio, Cromo, Cobalto, N\u00edquel, Plomo y Calcio que se encuentran reducidos en los embriones.<\/p>\n\n\n\n Hasta donde se sabe, ning\u00fan estudio ha informado previamente sobre el impacto del TiO2 (E171) transmitido por los alimentos en la composici\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos en los embriones y en los \u00f3rganos de los cachorros, as\u00ed como su posible impacto nocivo en la salud de los embriones y los cachorros.<\/p>\n\n\n\n Los hallazgos demuestran que los factores ambientales, ejemplificados aqu\u00ed por el consumo de TiO2 (E171) y la posterior alteraci\u00f3n de la homeostasis intestinal, podr\u00edan afectar negativamente la salud gastrointestinal y favorecer el desarrollo de inflamaci\u00f3n intestinal cr\u00f3nica. Dado el alto consumo de TiO2 (E171) en todo el mundo, su capacidad para traslocar la barrera del hu\u00e9sped durante el per\u00edodo perinatal y su interacci\u00f3n negativa con la microbiota intestinal para alterar la salud digestiva, estos hallazgos son de clara relevancia cl\u00ednica para la etiolog\u00eda y fisiopatolog\u00eda de la EII.<\/p>\n\n\n\n La interacci\u00f3n entre TiO2 (E171) y la microbiota que se muestra aqu\u00ed representa un ejemplo de interacciones entre la microbiota y los aditivos alimentarios.\u00a0<\/p>\n\n\n\n M\u00e1s investigaciones sobre c\u00f3mo el TiO2 transmitido por los alimentos (E171) modifica la impronta de las c\u00e9lulas madre intestinales y luego altera su capacidad para renovar un epitelio funcional ser\u00e1n de gran relevancia para comprender mejor el desarrollo de numerosas enfermedades que implican un defecto en el FIB.<\/p>\n\n\n\n Encuentra otros art\u00edculos relacionados con la microbiota y mantente informado sobre la salud intestinal con Enevia Health.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/test.eneviahealth.com\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/Figura-1-E171.jpg\")
La exposici\u00f3n materna al E171 provoca disbiosis de la microbiota en descendientes j\u00f3venes y adultos<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/test.eneviahealth.com\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/Figura-2-E171-1024x615.jpg\")
La exposici\u00f3n perinatal al TiO2 altera la funcionalidad y la renovaci\u00f3n del epitelio col\u00f3nico en ratones j\u00f3venes y adultos<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/test.eneviahealth.com\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/Figura-3-E171-1024x488.jpg\")
<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/test.eneviahealth.com\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/Figura-4-E171-1024x839.jpg\")
La exposici\u00f3n perinatal al E171 (TiO2) altera la homeostasis del sistema inmunol\u00f3gico intestinal<\/h3>\n\n\n\n
La disbiosis de la microbiota inducida por la exposici\u00f3n perinatal al E171 (TiO2) altera la homeostasis de la mucosa col\u00f3nica<\/h3>\n\n\n\n
La exposici\u00f3n perinatal al E171 (TiO2) aumenta la susceptibilidad a la colitis a lo largo de la vida<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/test.eneviahealth.com\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/Figura-5-E171.jpg\")
<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nLa disbiosis de la microbiota inducida por la exposici\u00f3n perinatal al E171 (TiO2) aumenta la susceptibilidad a la colitis en etapas posteriores de la vida.<\/h3>\n\n\n\n
Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n