Leptin-resistant Zucker rats with trinitrobenzene sulfonic acid colitis present a reduced inflammatory response but enhanced epithelial damage

The study was funded the following grants of the Ministerio de Economía y Competitividad and the Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER (SAF2011-22922, SAF2011-22812, BFU2014- 57736-P, and AGL2014-58883-R) and Junta de Andalucía (CTS164, CTS235, and CTS6736). B. Rivero-Guti errez, R. Gámez-Belmonte, and M. Arredondo-Amador were supported by fellowships from the Ministerio de Educación.The role of leptin in the development of intestinal inflammation remains controversial, since proinflammatory and anti-inflammatory effects have been described. This study describes the effect of the absence of leptin signaling in intestinal inflammation. Experimental colitis was induced by intrarectal administration of trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS) to lean and obese Zucker rats (n = 10). Effects on inflammation and mucosal barrier were studied. Bacterial translocation and LPS concentration were evaluated together with colonic permeability to 4-kDa FITC-dextran. Obese Zucker rats showed a lower intestinal myeloperoxidase and alkaline phosphatase activity, reduced alkaline phosphatase sensitivity to levamisole, and diminished colonic expression of Nos2, Tnf, and Il6, indicating attenuated intestinal inflammation, associated with attenuated STAT3, AKT, and ERK signaling in the colonic tissue. S100a8 and Cxcl1 mRNA levels were maintained, suggesting that in the absence of leptin signaling neutrophil activation rather than infiltration is hampered. Despite the lower inflammatory response, leptin resistance enhanced intestinal permeability, reflecting an increased epithelial damage. This was shown by augmented LPS presence in the portal vein of colitic obese Zucker rats, associated with induction of tissue nonspecific alkaline phosphatase, LPS-binding protein, and CD14 hepatic expression (involved in LPS handling). This was linked to decreased ZO-1 immunoreactivity in tight junctions and lower occludin expression. Our results indicate that obese Zucker rats present an attenuated inflammatory response to TNBS, but increased intestinal epithelial damage allowing the passage of bacterial antigens.Ministerio de Economía y Competitividad and the Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER (SAF2011-22922, SAF2011-22812, BFU2014- 57736-P, and AGL2014-58883-R)Junta de Andalucía (CTS164, CTS235, and CTS6736)Ministerio de Educació

Deficiency in Tissue Non-Specific Alkaline Phosphatase Leads to Steatohepatitis in Mice Fed a High Fat Diet Similar to That Produced by a Methionine and Choline Deficient Diet

Funding: This research was funded by the Ministry of Economy and Competitivity of Spain, partly with Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER funds [BFU2014-57736-P, AGL2014-58883-R, SAF2017-88457-R, AGL2017-85270-R] and by Junta de Andalucía [CTS235, CTS164]. MTG, RGB and CHC were supported by fellowships from the Ministry of Education. CIBERehd is funded by Instituto de Salud Carlos III. Institutional Review Board Statement: The study was conducted according to the guidelines of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, and approved by the Animal Welfare Committee of the University of Granada (registry number: CEEA 01/03/2017–029). Informed Consent Statement: Not applicable for studies not involving humans. Acknowledgments: We gratefully acknowledge the assistance of Mercedes González and the rest of the group.The liver expresses tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP), which may participate in the defense against bacterial components, in cell regulation as part of the purinome or in bile secretion, among other roles. We aimed to study the role of TNAP in the development of hepatosteatosis. TNAP+/− haplodeficient and wild type (WT) mice were fed a control diet (containing 10% fat w/w) or the same diet deficient in methionine and choline (MCD diet). The MCD diet induced substantial weight loss together with hepatic steatosis and increased alanine aminotransferase (ALT) plasma levels, but no differences in IL-6, TNF, insulin or resistin. There were no substantial differences between TNAP+/− and WT mice fed the MCD diet. In turn, TNAP+/− mice receiving the control diet presented hepatic steatosis with alterations in metabolic parameters very similar to those induced by the MCD diet. Nevertheless, no weight loss, increased ALT plasma levels or hypoglycemia were observed. These mice also presented increased levels of liver TNF and systemic resistin and glucagon compared to WT mice. The phenotype of TNAP+/− mice fed a standard diet was normal. In conclusion, TNAP haplodeficiency induces steatosis comparable to that produced by a MCD diet when fed a control diet.Ministry of Economy and Competitivity of SpainEuropean Commission BFU2014-57736-P AGL2014-58883-R SAF2017-88457-R AGL2017-85270-RJunta de Andalucia CTS235 CTS164Ministry of EducationInstituto de Salud Carlos III European Commissio

Función de la fosfatasa alcalina no específica de tejido en la pancreatitis aguda experimental y en la activación de macrófagos

Las fosfatasas alcalinas son una superfamilia de enzimas ampliamente distribuidas desde bacterias hasta humanos, capaces de hidrolizar grupos fosfato con liberación de fosfato inorgánico a pH alcalino. En humanos, las fosfatasas alcalinas se dividen en dos grupos: enzimas específicas de tejido, las cuales incluyen la isoenzimas intestinal (IAP), placentaria y de células germinales; y las isoformas de la fosfatasa alcalina no específica de tejido (TNAP). De hecho, el gen ALPL da lugar a tres variantes diferentes de la enzima, las cuales difieren solamente en la fracción glucosídica, concretamente, las isoformas de hígado, hueso y riñón, las cuales se encuentran mayoritariamente en estos órganos [1]. La TNAP es ampliamente conocida por su papel en el desarrollo de huesos y dientes. Las mutaciones en el gen de TNAP conducen a la hipofosfatasia [2, 3]. En el hígado, actúa inhibiendo la secreción biliar y se ve incrementada en caso de colestasis [4]. Además, la TNAP ha demostrado ser crucial en el crecimiento de axones, proliferación neuronal y diferenciación [5, 6]. Por otra parte, algunas evidencias señalan un posible papel neurotóxico de la TNAP, debido a la desfosforilación de la proteína tau fosforilada, un elemento clave en la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos neurodegenerativos [7]. El intestino del ratón adulto expresa mayoritariamente IAP aunque TNAP puede ser detectada en el intestino delgado y en mayor medida en el colon. IAP es una de las isoformas mejor caracterizadas. Está involucrada en la homeostasis intestinal, controla la absorción de lípidos [8] y la secreción de bicarbonato [9, 10], limita la translocación bacteriana a través de la mucosa y atenúa la toxicidad y la inflamación mediada por el lipopolisacárido bacteriano (LPS) [4, 11, 12]. Aparte de estas acciones, IAP también previene la disbiosis y las infecciones bacterianas [13]. Además, tanto en su forma endógena como su suplementación oral protege frente el síndrome metabólico [14]. Nuestro grupo de investigación ha descrito un incremento en la expresión de la TNAP en el colon en modelos de enfermedad inflamatoria intestinal, debido tanto al flujo de leucocitos hacia el tejido colónico inflamado como a la expresión aumentada en las células epiteliales [15-17]. En las células epiteliales del colon, a los cambios observados en el patrón de glucosilación, desde tipo hígado en condiciones basales hacia la isoforma tipo hueso o hígado tras la inflamación, se les ha atribuido un papel protector. [17]. La TNAP también ha demostrado afectar al metabolismo de la glucosa y la sensibilidad a la insulina al actuar sobre la producción de adipoquinas [18]. La pancreatitis aguda es uno de las enfermedades gastrointestinales más comunes que requiere de hospitalización [19]. Esta patología suele desarrollarse como una enfermedad moderada y autolimitada (80%), pero a veces puede progresar de manera rápida e incluso fulminante, con un incremento del riesgo de mortalidad substancial [20]. La pancreatitis aguda puede ser causada por una gran variedad de estímulos lesivos, como los cálculos biliares, el consumo excesivo de alcohol y las mutaciones en el gen que codifica el tripsinógeno [21]. Esta enfermedad implica una activación prematura de las enzimas digestivas y la autofagia del páncreas con el consiguiente daño y el reclutamiento de células del sistema inmune en respuesta [22, 23]. Las células inmunes implicadas en la respuesta inflamatoria en la pancreatitis aguda son las células acinares pancreáticas, las células endoteliales, los linfocitos, los monocitos/macrófagos y los neutrófilos [24]. Los últimos representan la primera línea de defensa y son reclutados hacia el espacio intersticial pancreático, seguidos de los monocitos [22, 25]. Además, se han descrito tanto en modelos animales de pancreatitis aguda como en pacientes de esta enfermedad la existencia de cambios en la permeabilidad intestinal, lo cual se correlaciona con la severidad de la patología [26]. Por su parte, la sepsis/endotoxemia es una de las causas de muerte más comunes en las unidades de cuidado intensivo. La sepsis se define como una disfunción orgánica capaz de poner en riesgo la vida y que está provocada por una respuesta inmune alterada a una infección [27]. Asimismo, se asocia con una enorme producción de citoquinas proinflamatorias y antiinflamatorias, siendo los macrófagos uno de los principales productores de estos mediadores [28]. La TNAP se expresa en células del sistema inmune. En los linfocitos B, la TNAP se ha relacionado con el proceso de diferenciación hacia células secretoras de anticuerpos [29, 30]. En los neutrófilos, esta enzima se ha localizado en las vesículas secretoras [31]. Recientemente, nuestro grupo de investigación ha arrojado algo de luz sobre el papel de la TNAP en las células T, por medio de un mecanismo que parece estar de nuevo relacionado con las modificaciones en la glucosilación [32]. Sin embargo, es poca la información que se conoce relativa a la función de la TNAP en los neutrófilos y los macrófagos.Tesis Univ. Granada

Differential Modulation of Mouse Intestinal Organoids with Fecal Luminal Factors from Obese, Allergic, Asthmatic Children

Asthma is a multifactorial condition that can be associated with obesity. The phenotypes of asthma in lean and obese patients are different, with proinflammatory signatures being further elevated in the latter. Both obesity and asthma are associated with alterations in intestinal barrier function and immunity, and with the composition of the intestinal microbiota and food consumption. In this study, we aimed to establish an organoid model to test the hypothesis that the intestinal content of lean and obese, allergic, asthmatic children differentially regulates epithelial intestinal gene expression. A model of mouse jejunum intestinal organoids was used. A group of healthy, normal-weight children was used as a control. The intestinal content of asthmatic obese children differentially induced the expression of inflammatory and mitochondrial response genes (Tnf-tumor necrosis factor, Cd14, Muc13-mucin 13, Tff2-Trefoil factor 2 and Tff3, Cldn1-claudin 1 and 5, Reg3g-regenerating family member 3 gamma, mt-Nd1-NADH dehydrogenase 1 and 6, and mt-Cyb-mitochondrial cytochrome b) via the RAGE-advanced glycosylation end product-specific receptor, NF-κB-nuclear factor kappa b and AKT kinase signal transduction pathways. Fecal homogenates from asthmatic normal-weight and obese children induce a differential phenotype in intestinal organoids, in which the presence of obesity plays a major role.Fundacion Progreso y Salud Project number PI-0373-2014Agencia Andaluza del Conocimiento, Regional Government of Andalucía and European Regional Development Fund through project A-CTS-263-UGR18Grant PID2020-112768RB-I00 funded by MICINNGrant from Fondo de Investigaciones Sanitarias, Instituto de Salud Carlos III, Spain (PI21/00952)Grants A-AGR-468- UGR20 and P20-00695 funded by Junta de Andalucía and FEDERThe Spanish Government through an FPU grantInstituto de Salud Carlos III, Spai