Influència d’una dieta rica en cacau sobre el sistema immunitari intestinal de rates sensibilitzades

Abstract

L’al·lèrgia alimentària constitueix un problema creixent de salut pública a causa de l’augment de la seva prevalença durant les darreres dècades. Per això, és important disposar de models animals de sensibilització oral que permetin estudiar els mecanismes involucrats i els possibles tractaments. Estudis prèvies han demostrat que el cacau influeix en els sistema immunitari sistèmic i intestinal, i és capaç de modificar la composició i funcionalitat dels limfòcits i la síntesi d’anticossos sistèmics i intestinals. En aquest sentit, el principal objectiu de la tesi va ser determinar els efectes i possibles mecanismes induïts per una dieta rica en cacau en un model de sensibilització oral en rata. Així mateix, determinar quins són els components del cacau responsables d’aquests efectes. Per tal d’assolir aquest propòsit, en primer lloc, es va desenvolupar un model de sensibilització oral usant ovoalbúmina com al·lergogen i toxina colèrica com adjuvant en rates femelles Lewis de tres setmanes d’edat. Seguidament, es va determinar la influència d’una dieta 10% cacau durant quatre setmanes en aquest model de sensibilització oral. Es va observar que la ingesta de cacau evita la síntesi d’anticossos anti-ovoalbúmina. A més, la dieta rica en cacau disminueix la concentració de IgA intestinal a causa de la menor proporció de cèl·lules IgA+ a la làmia pròpia. Pel que fa al teixit limfoide associat a l’intestí, la ingesta de cacau incrementa la proporció de limfòcits TCRγδ+ i NK a ganglis limfàtics mesentèrics, plaques de Peyer i a l’epiteli intestinal i, a més, modifica l’expressió gènica de citocines i altres molècules en ganglis limfàtics mesentèrics i a l’intestí prim. A més, la ingesta de cacau indueix canvis en la microbiota intestinal en aquest model de sensibilització oral en rata. Per aconseguir la segona part de l’objectiu, és a dir, determinar quin component era responsable de les propietats immunomoduladores del cacau, es varen realitzar dues aproximacions diferents. Per una banda, es van fer dos dissenys experimentals per determinar l’efecte de l’hesperidina, un flavonoide que no es troba en el cacau, en la resposta immunitària en rata. Tot i així, amb les posologies i les immunitzacions estudiades, no varem poder detectar canvis en la producció d’anticossos específics, però si que varem observar modificacions en la composició i funcionalitat dels limfòcits. Així mateix, la ingesta d’una dieta amb un 0,5% d’hesperidina incrementa la concentració d’IgA intestinal en el model de sensibilització oral. Per altra banda, per tal de determinar si la teobromina, la principal metilxantina del cacau, és la responsable dels seus efectes sobre la microbiota intestinal, la producció d’anticossos i els teixits limfoides, es va comparar els efectes del cacau amb els obtinguts per rates alimentades amb una dieta amb 0,25% de teobromina (la mateixa quantitat que proporciona la dieta amb un 10% de cacau). Amb aquests resultats es va poder concloure que la teobromina afecta a la composició de la microbiota intestinal però no de la mateixa manera que la ingesta de cacau, suggerint així que

altres components del cacau, com els polifenols o la fibra, influeixen sobre els bateris intestinals. Tot i així, la teobromina sembla ser la responsable de l’increment d’àcids grassos i de la reducció de bacteris units a IgA. A més, aquesta metilxantina és el principal component responsable de la disminució d’anticossos i de la majoria de canvis en els teixits limfoides. En resum, el cacau, degut a la teobromina que conté, evita el desenvolupament d’un model de sensibilització oral en rata i contribueix en la inducció de la tolerància oral. Aquests resultats suggereixen el paper del cacau com un potent nutricèutic per evitar o prevenir al·lèrgies alimentaries.

Due to the rising prevalence of food allergy, the development of animal models of oral food sensitization is of interest for studying the mechanisms involved in this sensitization and its possible treatments. Previous studies have reported that cocoa has an influence on the intestinal and systemic immune systems. On this basis, the aim of the current thesis was to ascertain the effect and possible mechanisms induced by a cocoa diet on a rat oral sensitization model and to determine which cocoa compound/s is/are responsible for such effect. To achieve this, firstly, a rat oral sensitization model was developed using ovalbumin as allergen and cholera toxin as adjuvant. Afterwards, the successful model was used and rats were fed for four weeks with a 10% cocoa diet. With regard to the results, the cocoa diet prevented the synthesis of anti-ovalbumin antibodies. Moreover, it decreased intestinal IgA concentration due to a lower number of IgA+ cells in the lamina propria. In terms of the gut-associated lymphoid tissue (GALT), the cocoa diet modified lymphocyte composition, increasing the proportion of TCRγδ+ lymphocytes and NK cells in mesenteric lymph nodes, Peyer’s patches and epitelium, and modified gene expression of some cytokines and other molecules in the mesenteric lymph nodes and small intestine. Cocoa intake also influenced gut microbiota in this rat oral sensitization model. Secondly, in order to determine whether theobromine, the main methylxanthine in cocoa, was responsible for the cocoa’s effects on microbiota, antibody immune response and lymphocyte composition, the effects of a cocoa diet were compared with those obtained from rats fed a diet with theobromine, containing the same amount as that provided by the cocoa diet. Theobromine affected microbiota composition but not in the same manner as cocoa intake. Nevertheless, theobromine was responsible for the short-chain fatty acid increase and the lower proportion of IgA-coated bacteria. Moreover, theobromine seems to be the main component responsible for the cocoa antibody decrease together with almost all modifications in lymphoid tissues. To sum up, cocoa, due to its theobromine content, prevents the development of a rat oral sensitization model, contributing towards oral tolerance. These results suggest the role of cocoa as a potential nutraceutical for avoiding or preventing food allergies.