La permeabilidad intestinal se considera como una de las principales barreras relacionadas con la microbiota intestinal y la inmunidad a la mucosa y es probable que se vea afectada por varios factores, como modificaciones de la microbiota intestinal, deterioro epitelial o alteraciones de la capa de moco1. Documentos recientes han reportado protocolos eficaces para medir la permeabilidad intestinal de las células intestinales humanas cultivadas mediante el análisis de las tasas de flujo de fluorescencia a través de la capa de células intestinales2, pero menos documentos de investigación presentan un procedimiento adecuado para medir la permeabilidad intestinal en los nematodos, particularmente en C. elegans,mediante el uso de la tinción FITC-dextran.
Existen dos protocolos representativos para medir la permeabilidad intestinal en C. elegans utilizando Rojo nilo3 y erioglaucina disódico (o el ensayo Pitufo)4,5. En este protocolo, utilizamos FITC-dextran (peso molecular medio 10.000), que tiene un peso molecular mucho mayor que el rojo del Nilo (MW 318,37) y el erioglaucina disódico (MW a 792,85). FITC-dextran es más similar a los colorantes disódicos rojos del Nilo o erioglaucina a nutrientes macromoleculares reales como los carbohidratos, que se absorben a través de la capa intestinal. La permeabilidad intestinal de C. elegans alimentados con erioglaucina disódico (tinte azul pitufo) se puede evaluar fácilmente sin microscopía de fluorescencia. Sin embargo, en el ensayo Pitufo, el análisis cuantitativo de la permeabilidad intestinal es difícil debido a la falta de estandarización y debe evaluarse manualmente4,5. En el caso del ensayo rojo del Nilo, el rojo del Nilo también tiñe las gotas de lípidos en las células, lo que puede interferir con la determinación exacta de la permeabilidad intestinal en C. elegans6. Los protocolos actuales permiten un análisis cuantitativo rápido y preciso de la permeabilidad intestinal en C. elegans tratados con diversas bacterias intestinales y productos químicos evitando la tinción de lípidos inespecíficos.
C. elegans es un modelo típico en campos biológicos debido a su precio asequible, fácil manipulación, problemas de ética animal limitada, y corta vida útil, que es beneficioso para la experimentación rápida7. En particular, después de que se publicó todo el genoma de C. elegans, casi el 40% de los genes en el genoma de C. elegans fueron encontrados como ortologos a los genes que causan enfermedades humanas8. Además, el cuerpo transparente permite la observación dentro del organismo, lo que es ventajoso para la investigación de eventos celulares y para aplicaciones de fluorescencia en biología celular, por ejemplo, la tinción de células madre con DAPI o inmunohistoquímica9. C. elegans se utiliza a menudo como un animal experimental para estudiar la interacción entre la microbiota intestinal y el huésped; además, C. elegans se utiliza para la pantalla de bacterias probióticas que promueven la salud10,11,12, así como productos químicos dietéticos que promueven la salud intestinal13,14.
Pseudomonas aeruginosa y Enterococcus faecalis son bacterias intestinales bien conocidas que afectan negativamente el sistema gastrointestinal, especialmente las células epiteliales colónicas del tracto intestinal15,16. Por lo tanto, medir la permeabilidad intestinal desencadenada por estas bacterias es necesario para el cribado y desarrollo de nuevos fármacos que pueden recuperar y reducir el daño causado por la inflamación bacteriana y la infección. En este protocolo, probamos los efectos de estas bacterias intestinales en la permeabilidad intestinal de C. elegans.
También informamos de un protocolo optimizado para probar productos químicos sobre la permeabilidad intestinal de C. elegans. Para este propósito, utilizamos 3,3'-diindolylmethane (DIM) como un modelo químico porque DIM es un compuesto metabolito bioactivo derivado de indol-3-carbinol, que está presente en las plantas de alimentos Brassica, y se ha informado que tiene efectos terapéuticos sobre la EII en ratones17,18. Además, recientemente descubrimos que DIM mejora la disfunción de la permeabilidad intestinal tanto en las células intestinales humanas cultivadas como en el nematodo modelo C. elegans19.
En este estudio, utilizamos tres condiciones experimentales diferentes. En primer lugar, medimos los efectos de las diferentes bacterias, P. aeruginosa y E. faecalis, en la permeabilidad intestinal(Figura 1). En segundo lugar, medimos los efectos de P. aeruginosa en la permeabilidad intestinal(Figura 2). En tercer lugar, medimos los efectos de DIM (un modelo químico) en la permeabilidad intestinal de C. elegans alimentados con P. aeruginosa (Figura 3).
El objetivo de este estudio fue desarrollar protocolos optimizados que midan la permeabilidad intestinal de C. elegans,que se cambia por el tratamiento con diversas bacterias intestinales, así como con productos químicos.