EFEITO ANTI-INFLAMATÓRIO DE Enterococcus faecium 137v ISOLADO DO QUEIJO DE COALHO SOBRE O DESENVOLVIMENTO DO CÂNCER COLORRETAL EM MODELO ANIMAL

Dentre as bactérias ácido láticas encontradas no microambiente do queijo de Coalho está a Enterococcus faecium uma importante espécie que também forma parte integrante da microbiota humana saudável. A aplicação tecnológica de Enterococcus mais amplamente explorada é a sua atuação como bactéria probiótica, cuja função a partir do seu consumo em quantidades adequadas, é reforçar o sistema imunológico do hospedeiro. Tendo em vista que o câncer colorretal está em constante crescimento no mundo por fatores relacionados à alimentação, pesquisas científicas que busquem alternativas eficazes, acessíveis, adaptáveis ao produtor e ao consumidor são de grande relevância. O objetivo desta tese foi utilizar uma bactéria ácido lática Enterococcus faecium 137v (EF137v) isolada da microbiota do queijo de Coalho já avaliada como probiótica para atuar como promotora de prevenção e adjuvante terapêutico para o câncer colorretal em modelo animal. Para isso esta pesquisa avaliou a administração de EF137v em ratos Wistar induzidos pelo carcinógeno 1,2-dimetilhidrazina-DMH ao câncer colorretal. Os grupos experimentais foram distribuídos em Grupo 1 (controle negativo), Grupo 2 (controle positivo, recebendo penas DMH), Grupo 3 (Recebeu apenas EF137v), Grupo 4 e 5 (consumiram EF137v antes e após indução do câncer por DMH). Grupo 6 e 7 (consumiram EF137v após indução do câncer), sendo Grupo 4 e 7 receberam o antineoplásico Vincristina (VCR). Em primeiro momento, os animais foram acompanhados através da ultrassonografia abdominal, a fim de observar os efeitos da administração oral da EF137v sobre os diversos grupos experimentais na saúde sistêmica dos ratos Wistar, bem como observações de possíveis alterações no peso e níveis séricos desses animais. Em segundo momento, a histopatologia, imunohistoquímica para VEGF-A e apoptose foram analisadas. Em terceiro momento, foi avaliado se EF137v pode minimizar o efeito do câncer colorretal, induzido DMH no fígado. Sendo realizadas análises bioquímicas da função hepática, histológicas, morfométricas e imunohistoquímicas. Os ratos apresentaram peso corporal estável, sem mudanças bruscas no decorrer do experimento. Triglicerídeos apresentaram-se altos após o câncer na maioria dos grupos tratados. Bilirrubina, Alanina Amino Transferase e Fosfatase Alcalina não apresentaram alterações significativas. A mucosa intestinal foi preservada, fraca marcação para VEGF-A e índice atenuado de apoptose foram observadas nos grupos tratados com EF137v. Níveis baixos de glicogênio foram observados no grupo controle positivo (Grupo 2) que recebeu apenas DMH quando comparado aos demais grupos. Forte marcação para IL1- e TNF- foi identificada no grupo que recebeu o EF137v. Coclui-se que EF137v aumenta a proteção do intestino e fígado durante o desenvolvimento do câncer colerratal e o procedimento ultrassonográfico pode ser uma ferramenta adicional para o acompanhar alterações importantes no intestino em modelo animal.

Among the acid lactic bacteria found in microenvironment of Coalho cheese is Enterococcus faecium, an important species that also forms an integral part of the healthy human microbiota. The most widely explored technological application of Enterococcus is its performance as a probiotic bacterium, whose function from its consumption in adequate quantities, is to strengthen the host's immune system. Bearing in mind that colorectal cancer is constantly growing in the world due to factors related to food, scientific research that seeks effective, accessible alternatives, adaptable to producers and consumers is of great relevance. The objective of this thesis was to use a acid lactic bacteria Enterococcus faecium 137v (EF137v) extracted from the Coalho cheese microbiota with probiotic characteristics to act as a preventive promoter and therapeutic adjuvant for colorectal cancer in an animal model. For this, this research evaluated the administration of EF137v in Wistar rats induced by the carcinogen 1,2-dimethylhydrazine-DMH to colorectal cancer. The experimental groups were divided into Group 1 (negative control), Group 2 (positive control, receiving DMH penalties), Group 3 (Received only EF137v), Group 4 and 5 (consumed EF137v before and after cancer induction by DMH). Group 6 and 7 (consumed EF137v after cancer induction), and Group 4 and 7 received the antineoplastic Vincristine (VCR). At first, the animals were followed up through abdominal ultrasound, in order to observe the effects of oral administration of EF137v on the various experimental groups on the systemic health of Wistar rats, as well as observations of possible changes in the weight and serum levels of these animals. Second, histopathology, immunohistochemistry for VEGF-A and apoptosis were analyzed. Thirdly, it was assessed whether EF137v can minimize the effect of colorectal cancer, induced DMH in the liver. Biochemical analyzes of liver function, histological, morphometric and immunohistochemistry are performed. The rats had a stable body weight, with no sudden changes during the experiment. Triglycerides were high after cancer in most treated groups. Bilirubin, Alanine Amino Transferase and Alkaline Phosphatase showed no significant changes. The intestinal mucosa was preserved, weak labeling for VEGF-A and attenuated apoptosis index were observed in the groups treated with EF137v. Low glycogen levels were observed in the positive control group (Group 2) that received only DMH when compared to the other groups. Strong labeling for IL1- and TNF- was identified in the group that received EF137v. It is concluded that EF137v increases the protection of the intestine and liver during the development of cholesterol cancer and the ultrasound procedure can be an additional tool to accompany important changes in the intestine in an animal model.

Effect of probiotics on the development of dimethylhydrazine-induced preneoplastic lesions in the mice colon

PURPOSE: To determine the effect of probiotics on the development of chemically induced (1, 2-dimethylhydrazine) colonic preneoplastic lesions, in mice. METHODS: The animals were divided into five groups. The control group was injected with carcinogen alone and the other groups also received probiotics (1- Lactobacillus delbrueckii UFV-H2b20; 2- Bifidobacterium animalis var. lactis Bb12; 3- L. delbrueckii UFV-H2b20 plus B. animalis var. lactis Bb12; and 4- Saccharomyces boulardii) administered orally in drinking water throughout fourteen weeks. RESULTS: Consumption of lactobacilli and bifidobacteria alone resulted in a significant reduction of the total number of aberrant crypt foci (55.7% and 45.1%, respectively). Significant reduction in the number of these small foci (<3 aberrant crypts) was only observed in the group treated with lactobacilli (52.2%) in comparison to control group. The number of larger foci (>3 aberrant crypts) crypts had no significant reduction. CONCLUSION: L. delbrueckii UFV-H2b20 and B. animalis var. lactis Bb12 administered alone protect colonic preneoplastic lesions in mice, while the combined treatment of these bacteria and the administration of S.boulardii were not effective in reducing such colonic lesions.(AU)

Use of defatted flaxseed meal reduces precancerous colon lesions in C57BL/6 mice

PURPOSE: To investigate the hemopreventive effect of defatted flaxseed meal in C57BL/6 mice after induction of precancerous colon lesions with 1.2-dimethylhydrazine (DMH). METHODS: Thirty-six 12-week-old C57BL/6 mice were divided into three treatment groups(n=12 in each group): (1) diet with 10% defatted flaxseed meal; (2) diet with defatted flaxseed meal and precancerous colon lesions induced by DMH; and (3) precancerous colon lesions induced by DMH, without defatted flaxseed meal. The incidence of aberrant crypt foci (ACF), oxidative processes, expression of tumor suppressor proteins and cyclins, as well as the profile of short-chain fatty acids (SCFA) in animal feces were investigated in the presence and absence of DMH. RESULTS: The rats consuming defatted flaxseed meals showed lesions with lower multiplicity and a reduced incidence of lesions. No changes in the expression of tumor suppressor proteins and those involved in cell cycle control were detected. CONCLUSION: Defatted flaxseed meal protected the distal colon of mice from precancerous lesions.(AU)

PRODUÇÃO DE MUCINA E EXPRESSÃO DE HIF-1 E VEGF-A EM MODELO DE CÂNCER COLORRETAL INDUZIDO EM RATOS SUPLEMENTADOS COM FARINHA DE YACON (Smallanthus sonchifolius)

Batata yacon (Smallanthus sonchifolius) é um alimento funcional devido a sua capacidade de promover benefícios para a saúde, porém, seus efeitos sobre o câncer colorretal são pouco conhecidos. Assim, objetivou-se avaliar a produção de mucina intestinal e identificar a expressão de fator induzido por hipóxia-1 alfa (HIF- 1) e fator de crescimento vascular endotelial A (VEGF-A) em modelo experimental de câncer colorretal induzido em ratos suplementados com batata yacon. Quarenta e três ratos foram distribuídos em quatro grupos experimentais: C (não tratado), N (tratado com 1,2-dimetilhidrazina [DMH]), NY (tratado com DMH e farinha de yacon) e Y (tratado com farinha de yacon). A indução neoplásica seguiu protocoloco com uma injeção semanal de DMH durante cinco semanas. Após o período de indução e desenvolvimento neoplásico, as dietas suplementadas com yacon foram fornecidas durante oito semanas após. Amostras intestinais foram coradas com hematoxilina e eosina, ácido periódico de Schiff (PAS) e Alcian Blue e foram submetidas a protocolos imunoistoquímicos com anticorpos anti-HIF-1 e anti-VEGF-A. As lesões encontradas foram linfocitose, hiperplasia linfoide, dilatação glandular, epitélio atípico, displasia, neoplasia benigna e neoplasia maligna. Os animais do grupo NY apresentaram redução na produção de mucina neutra e não houve diferença na produção de mucina ácida entre os grupos. Os animais do grupo NY apresentaram redução na expressão de HIF-1 enquanto os grupos Y e NY tiveram expressão de VEGF-A semelhante ao grupo controle. Conclui-se que a suplementação com farinha de yacon aumenta a produção de mucina neutra em animais com câncer colorretal induzido, mas não altera a produção de mucina ácida. Ainda, o consumo de yacon reduz a expressão de HIF-1 e não interfere na expressão de VEGF-A.

Yacon (Smallanthus sonchifolius) is a functional food due to its capacity to promote health benefits, but its effect on colorectal cancer is still unknown. Thus, the objective was to evaluate intestinal mucin production and identify hypoxia-inducible factor- 1alpha (HIF-1) and vascular endothelial growth factor A (VEGF-A) expression in experimental rat model of induced colorectal cancer supplemented with yacon. Forty three Wistar rats were allocated into four experimental groups: C: untreated group; N: 1,2-dimethylhydrazine-treated (DMH-treated) group; Y: yacon-treated group; NY: DMH + yacon-treated group. The induction of neoplastic cells followed a protocol of one infection with DMH per week during five weeks. After induction and neoplastic development period, the diets supplemented with yacon flour were given during eight weeks. Intestinal samples were stained with hematoxylin-eosin, periodic acid-Schiff (PAS) and Alcian Blue (AB) and went under immunohistochemistry protocols with anti-HIF-1 and anti-VEGF-A antibodies. The lesions found were lymphocytosis, lymphoid hyperplasia, glandular dilation, atypical epithelium, dysplasia, adenomas and adenocarcinomas. Animals from group N have had reduction in neutral mucin production and there was no difference in acid mucin production among the groups. Animals from NY group showed decrease in HIF-1 expression while Y and NY groups had VEGF-A expression, similar to the control group. In conclusion, alimentary supplementation with yacon flour increases neutral mucin production in animals with induced colorectal cancer but do not alter acid mucin production. Besides, yacon consumption decreases HIF-1 expression, and did not interfer in VEGF-A expression.

Sodium butyrate does not decrease the evolution of precancerous lesions in rats / Butirato de sódio não diminui a evolução de lesões pré-neoplásicas em ratos

PURPOSE: To evaluate the preventive effect of sodium butyrate in the appearance of aberrant crypt foci (ACF) in rats after induction with the carcinogen 1,2-dimethylhydrazine (DMH). METHODS: Forty Wistar rats were separated into four groups (n=10) distributed as follows: control 1, control 2, butyrate 1 and butyrate 2. The groups control 1 and butyrate 1 remained under experimentation for 4 weeks, while the groups control 2 and butyrate 2 remained for 8 weeks. In the first four weeks, the animals of the control groups received water ad libitum and the animals of the butyrate groups received a sodium butyrate solution (3.4 percent) ad libitum. Injections of the drug 1,2-dimethylhydrazine were applied during the two first weeks of the experiment in all the animals, concurrently with the application of sodium butyrate. The large intestine of the animals was removed, for the analysis of the ACF and of the content of polyamines. The animal feces were collected for the analysis of the SCFA profile. RESULTS: The spermidine presented a higher concentration in the group butyrate 2 in comparison to the group control 2. There was a significant difference in the concentration value (µmol/mL) of acetate in comparison to the groups control 2 and butyrate 2. CONCLUSION: The use of sodium butyrate together with the induction of colorectal cancer was not effective in the prevention of the disease progression.(AU)

OBJETIVO: Avaliar o efeito preventivo do butirato de sódio no surgimento de focos de cripta aberrante (FCA) em ratos após a indução com o carcinógeno 1,2-dimetilhidrazina. MÉTODOS: Quarenta ratos foram divididos em quatro grupos, com dez animais em cada. Os grupos controle 1 e butirato 1 ficaram em experimentação por 4 semanas e os grupos controle 2 e butirato 2 por oito semanas. Nas primeiras quatro semanas, os animais dos grupos controle receberam água ad libitum e os animais dos grupos butirato receberam solução de butirato de sódio (3,4 por cento) ad libitum. Em todos os animais foram aplicadas quatro injeções subcutâneas da droga 1,2-dimetilhidrazina nas duas primeiras semanas, concomitante a administração do butirato de sódio. Foi retirado o intestino grosso dos animais, para análise dos FCA e do teor de poliaminas. As fezes dos animais foram recolhidas para análise do perfil de AGCC. RESULTADOS: A espermidina apresentou maior concentração no grupo butirato 2 em relação ao grupo controle 2. Foi encontrada diferença significativa no valor da concentração de acetato quando comparado os grupos controle 2 e butirato 2. CONCLUSÃO: A utilização do butirato de sódio concomitante à indução do câncer colorretal não se mostrou efetiva na prevenção da progressão da doença.(AU)

LOCALIZAÇÃO DE LESÕES TUMORAIS INDUZIDAS PELA 1,2-DIMETILHIDRAZINA E SEU GRAU DE ATIPIA NO COLON DE RATOS

The techniques for surgical treatment of Short Bowel Syndrome are feasible, yet they have not solved the problems related to them. Small bowel transplantation and, more recently, colon transplantation, have being studied these days. An intermediate solution, with controversial results, is colon interposition between small bowel segments after extensive intestinal resection. Yet controversial, it is suitable as a method for adaptational studies. We studied colon tumors induced by 1,2-dimethylhydrazine in rats, after 80% jejunum-ileum resection. Twenty four tumors were found macroscopically 16 weeks after operation. Tumors per animal ranged from 0 to 9. Twenty out of twenty four lesions were located in the colon (83,33%), 11 of them at the proximal colon, 3 at the distal colon and 6 at the anorectal region. Histologically, most of the lesions were of grade III. This method is feasible for studying intestinal tumors in rats.

As diversas técnicas para o tratamento cirúrgico da Síndrome do Intestino Curto apresentam, ainda hoje, problemas de difícil resolução. De todas, as mais promissoras são o transplante de intestino delgado e o transplante de colo. Uma técnica intermediária que mostrou resultados controversos tanto clínicos como experimentais, é a interposição de segmentos de colo no trajeto do intestino delgado após extensas ressecções. Sua aplicação serve, todavia, como um meio de se estudar a adaptação do colo, inclusive visando os transplantes. Neste trabalho foi estudada a indução de tumores pela 1,2-dimetilhidrazina, sua localização e grau de atipia nos diferentes segmentos intestinais após ressecção de 80% do jejuno-íleo. Foram encontradas 24 lesões ao exame macroscópico após a décima sexta semana de pós-operatório. O número de lesões por animal variou de 0 a 9. Das 24 lesões encontradas, 20 estavam no colo (83,33%), sendo que 11 estavam localizadas no cólon proximal, 3 no cólon distal e 6 anorretais. No estudo histológico, a maioria das lesões era de grau III. Este trabalho mostrou que o método de indução de tumores pela 1,2-dimetilhidrazina é apropriado para o estudo de tumores intestinais em ratos.

Wound healing and colon carcinogenesis. Enhancing effects of skin wounding on development of colon tumors induced by 1,2 Dimethylhydrazine in the rat

This study demonstrates the tumor promoting effect at a distant site of skin wounding, in a model of colon carcinogenesis induced by 1,2 dimethylhydrazine (DMH) in the rat. Six-week-old male Wistar rats were given subcutaneous injections of DMH, 20mg/kg, or saline, once a week, for eight weeks. One week after the last DMH injection the animals received a full thickness skin wound in their dorsal skin and the wound was left open to heal by second intention. Control and DMH-treated rats, with or without skin wounds were killed at the 12th week, just after healing of the skin wound was complete. The colons were removed and divided into proximal and distal parts. Each segment was rolled as "Swiss roll"and processed for histology. The incidence, distribution and morphology of the colon tumors was recorded. The total number of tumors in the colonic mucosa and the number of tumors per rat was significantly higher in the skin-wounding DMH- treated group than in the unwounded group. In the histopathological analysis of the colon the number of poorly differentiated mucin-secreting carcinomas was 6-fold in the skin-wounding DMH-treated group than in the unwounded group and the majority of tumors were located near to lymphoid aggregates. The present results suggest that wound healing enhances tumor development at a distant site, such as the colon, and this effect seems to be related to tumor histology.

Este estudo foi desenvolvido com a finalidade de investigar a possível influência do processo de cicatrização sobre o desenvolvimento neoplásico à distância, em um modelo experimental de carcinogênese do colon induzido pela 1,2 dimetil-hidrazina ( DMH). Ratos Wistar machos receberam injeções semanais de DMH ( 20mg/Kg, via subcutânea) ou solução salina, durante oito semanas. Na nona semana, um grupo tratado com DMH e um controle, foram submetidos à intervenção cirúrgica para retirada de um retalho cutâneo de 4cm no flanco direito, que cicatrizou por segunda intenção. Na 12ª semana, logo após o fechamento da ferida cutânea, os animais foram submetidos à eutanásia. O colon foi dividido em segmentos proximal e distal e examinado a nível macroscópico e histológico. Foram analisadas a incidência, distribuição e morfologia das lesões. O número total de tumores na mucosa do colon e o número de tumores por animal foi significantimente maior no grupo submetido à ferida cutânea do que no grupo tratado somente com DMH. O número de carcinomas pouco diferenciados foi significantimente maior no grupo com ferida cutânea do que em seu respectivo controle. Estes resultados sugerem que o processo de reparação de uma ferida cutânea favorece o desenvolvimento neoplásico em um órgão à distância, tal como o colon e que este efeito parece estar relacionado ao tipo histológico da neoplasia.