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Type: Tese
Title: Conjugated linoleic acid (CLA): elaboration of enriched fermented milk and evaluation of CLA-isomers effects on neuroinflammatory disease in vitro model
Author(s)/Inventor(s): Vieira, Carla Paulo
Advisor: Conte Junior, Carlos Adam
Abstract: O ácido linoleico conjugado (CLA) é uma mistura de isômeros conjugados geométricos e posicionais do ácido linoleico (AL). Os isômeros de CLA estão naturalmente presentes nos alimentos, porém, geralmente em pequenas concentrações. Portanto, seus valores de ingestão por meio de fontes naturais estão abaixo do nível recomendado para alcançar efeitos benéficos à saúde. Assim, aumentar o conteúdo de CLA em alimentos é um desafio tecnológico. Atualmente, a fermentação do leite com bactérias produtoras de CLA é uma das principais estratégias tecnológicas estudadas com esse objetivo. No entanto, a triagem anterior de bactérias do ácido láctico (BAL) pela capacidade de produzir CLA a partir de AL de forma esterificada, semelhante àquelas encontradas na gordura do leite, ainda é um gargalo na literatura. Em relação ao efeito bioativo do CLA, embora o CLA possa atravessar livremente a barreira hematoencefálica, sendo metabolizado no cérebro, os relatos sobre os efeitos do CLA no sistema nervoso central ainda são escassos. Estudos revelaram que o CLA é um potente modulador anti-inflamatório da resposta imune de macrófagos periféricos, e acredita-se que esses efeitos do CLA se devam principalmente à inibição da via do NF-κB em modelos humanos in vivo. Recentemente, o NF-κB microglial foi proposto como um alvo terapêutico fundamental em doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. O CLA também prepara a polarização M2 do macrófago em modelos humanos in vitro, e isso permitiria o direcionamento da polarização da microglia pelo CLA como uma via terapêutica em doenças neurodegenerativas. No entanto, os efeitos do CLA na microglia ainda são desconhecidos. Neste contexto, a hipótese original da primeira etapa deste trabalho foi que a triagem prévia de LAB pela capacidade de produzir CLA a partir de lipídios esterificados produz leite fermentado enriquecido com CLA. Na segunda etapa do trabalho, a hipótese principal foi que o CLA tem efeito antiinflamatório na ativação microglial, inibindo a via NF-κB. Os resultados da primeira etapa do presente trabalho mostraram que a seleção prévia da cepa probiótica de LAB pela capacidade de produzir CLA a partir de óleo de girassol foi uma etapa diferencial para produzir leite fermentado enriquecido com CLA. Portanto, a cepa probiótica Lactococcus lactis ssp. cremoris MRS 47 isolada de grãos de kefir brasileiros pode aumentar o conteúdo de CLA no leite fermentado. Na segunda etapa, o CLA mitigou a ativação primária da microglia dos camundongos pelo LPS para reduzir a secreção de NO. O CLA preveniu completamente a supressão da atividade da arginase pelo LPS na microglia primária, conduzindo-a do fenótipo M1 para o M2. Essa polarização foi isomérica e, pelo menos em parte, devida à inibição das vias NF-κB e iNOS pela expressão do inibidor IκBα. Finalmente, o cotratamento com CLA e LPS preveniu completamente a morte neuronal cortical induzida pela endotoxina, sendo essa neuroproteção também isomérica. Assim, o CLA tem potencial como agente anti-inflamatório e neuroprotetor contra distúrbios neuroinflamatórios mediados pela microglia, no que parece apresentar particularidades isoméricas.
Abstract: Conjugated linoleic acid (CLA) is a mixture of geometric and positional conjugated isomers of linoleic acid (LA). CLA isomers are naturally present in foods, however, generally in small concentrations. Therefore, their intake values through natural sources are below of level recommended for achieving health beneficial effects. Thus, to increase the CLA content in foods is a technological challenge. Currently, the milk fermentation with CLA-producing bacteria is one of main technologies strategies studied with this objective. Nevertheless, the previous screening of lactic acid bacteria (LAB) by ability to produce CLA from LA in esterified way, similar those found in milk fat, still is a bottleneck in literature. Regard to bioactive effect of CLA, although CLA can freely get through the blood-brain barrier, it being metabolized in the brain, reports on CLA effects in the central nervous system are still scarce. Studies revealed CLA as potent anti-inflammatory modulator of immune response of peripheral macrophages and these effects of CLA are thought to be mainly via inhibition of NF-κB pathway in human in vivo models. Recently, microglial NF-κB was proposed as a pivotal therapeutic target in neurodegenerative disorders as Parkinson´s disease. CLA also primes macrophage M2 polarization in human in vitro models, and this would allow the targeting microglia polarization by CLA as a therapeutic avenue in neurodegenerative diseases. However, the effects of CLA on microglia are still unknown. In this context, the original hypothesis of first step of this work was that previous screen of LAB by ability to produce CLA from sterified lipid produces CLA-enriched fermented milk. In the second step of work, the major hypothesis was that CLA has antiinflammatory effect on microglial activation inhibiting the NF-κB pathway. The results of the first step of the present work showed that the previous selection of probiotic LAB strain by the ability to produce CLA from sunflower oil was a differential step to produce CLA-enriched fermented milk. Therefore, the probiotic Lactococcus lactis ssp. cremoris MRS 47 strain isolated from Brazilian kefir grains can increase the CLA content in the fermented milk. In the second step, CLA mitigated the mice primary microglia activation by LPS to reduce NO secretion. CLA completely prevented the suppression of arginase activity by LPS in primary microglia, driven it from M1 to M2 phenotype. This polarization was isomer-specific and, at least in part, due to inhibition of NF- κB and iNOS pathways through expression of IκBα inhibitor. Finally, co-treatment with CLA and LPS completely prevented cortical neuronal death induced by the endotoxin, being this neuroprotection also isomer-specific. Thus, CLA has potential as anti-inflammatory and neuroprotective agents against microglia-mediated neuroinflammatory disorders, in what seems to have isomer-specific particularities.
Keywords: Leite fermentado enriquecido
Polarização microglial
Neuroinflamação
Ácido linoléico conjugado
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 29-Apr-2020
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Citation: VIEIRA, Carla Paulo. Conjugated Linoleic acid (CLA) : elaboration of enriched fermented milk and evaluation of cla-isomers effects on neuroinflammatory disease in vitro model. 2020. 139 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
Appears in Collections:Ciência de Alimentos

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