Estudio transcripcional y proteómico de micotoxinas
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Estudio transcripcional y proteómico de micotoxinas

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Estudio transcripcional y proteómico de micotoxinas

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dc.contributor.advisor Font Pérez, Guillermina
dc.contributor.advisor Manyes Font, Lara
dc.contributor.author Cimbalo, Alessandra Francesca
dc.contributor.other Departament de Medicina Preventiva i Salut Pública, Ciències de l'Alimentació, Toxicologia i Medicina Legal es_ES
dc.date.accessioned 2022-01-12T09:51:23Z
dc.date.available 2022-01-13T05:45:05Z
dc.date.issued 2022 es_ES
dc.date.submitted 21-01-2022 es_ES
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10550/81315
dc.description.abstract Las micotoxinas son compuestos producidos por mohos que pueden crecer sobre alimentos o materias primas en condiciones de temperatura y humedad determinadas. Para contextualizar el conocimiento generado en los últimos años sobre efectos tóxicos de micotoxinas in vivo, se realiza una revisión bibliográfica sobre los efectos de estos compuestos. Las enniatinas pertenecen a las micotoxinas sin normativa, por lo que su detección en alimentos a base de cereales es frecuente. Para conocer los mecanismos de toxicidad de este grupo de micotoxinas emergentes, se investigaron los efectos a nivel molecular provocados por una exposición aguda a las enniatinas A, A1, B y B1 in vivo en ratas Wistar. En cambio, entre las micotoxinas legisladas por la Unión Europea se encuentran la aflatoxina B1 (AFB1) y la ocratoxina A (OTA), cuya toxicidad se ha investigado en profundidad durante las dos últimas décadas. Con la intención de paliar estos efectos tóxicos, se propuso el estudio de la ingesta conjunta de AFB1 y OTA con calabaza y suero de leche fermentado en un mismo producto, por las propiedades biológicas y físico-químicas de estos ingredientes funcionales. La revisión bibliográfica puso de manifiesto que en los ensayos in vivo recopilados, las micotoxinas más estudiadas fueron la AFB1, deoxinivalenol (DON), zearalenona (ZEA), OTA y también, las combinaciones de AFB1, DON y ZEA. En cuanto a las micotoxinas emergentes, destacaron eniatinas (ENs), beauvericina (BEA) y moniliformina (MON). Los animales de laboratorio más empleados fueron los roedores y los cerdos, mientras que el órgano más analizado fue el hígado, seguido de sangre, riñón y bazo. Los objetivos principales de los estudios de toxicidad fueron la immunotoxicidad, genotoxicidad, estrés oxidativo, hepatotoxicidad, citotoxicidad, teratogenicidad y neurotoxicidad. Para llevar a cabo estos estudios, se empleó una amplia gama de técnicas diferentes, entre las cuales las más utilizadas fueron la qPCR, ELISA e inmunohistoquímica. Los resultados del análisis transcripcional en estómago, hígado, riñón y colon de ratas Wistar demostraron que la exposición aguda a una mezcla de ENs causó cambios de expresión en genes de los complejos I, II, IV y V de la cadena de transporte de electrones. Más allá de los cambios mitocondriales, se alteró significativamente la expresión de tres marcadores esenciales implicados en la respuesta celular al estrés oxidativo en tejidos intestinales y renales. Asimismo, hay una alta probabilidad de pérdida de homeostasis en la barrera intestinal por el desequilibrio producido entre los genes pro- y anti-apoptóticos y también por la sobreexpresión detectada de la ocludina, proteína estructural. El estudio proteómico en tejidos hepáticos de las mismas ratas mostró cambios de expresión en proteínas relacionadas con la acetilación, la región de unión a fosfato de nucleótidos:NAD y la actividad catalítica. Algunas de estas proteínas se encuentran en la mitocondria y otras relacionadas con la actividad oxidoreductasa. Tras el análisis de rutas de señalización y procesos biológicos, se observó que el metabolismo fue la más representada. Además, el daño hepático inducido por las ENs se confirmó con la sobreexpresión de la proteína mitocondrial carbamoil fosfato sintasa-1 (CPS-1), siendo uno de los principales marcadores de daño hepatocelular. Por último, el ensayo proteómico in vitro en una línea celular de linfocitos T humanos expuestos a un digerido gastrointestinal de pan preparado con suero fermentado de leche de cabra y calabaza liofilizada contra la citotoxidad inducida por las micotoxinas AFB1 y OTA, mostró un incremento en la expresión de proteínas relacionadas con la gluconeogénesis, actividad antioxidante y estabilidad cromosómica frente a la exposición solo con micotoxinas. En cuanto a las vías metabólicas, la relacionada con el fenotipo secretor asociado a la senescencia fue la más alterada, destacando la disminución de la expresión de la ciclina A2 en presencia de los ingredientes funcionales. Se necesitan más estudios in vitro e in vivo sobre la toxicidad de las micotoxinas mediante la utilización de las tecnologías -ómicas, las cuales representan un gran avance en la evaluación del riesgo en la seguridad alimentaria. es_ES
dc.format.extent 354 p. es_ES
dc.language.iso es es_ES
dc.subject micotoxinas es_ES
dc.title Estudio transcripcional y proteómico de micotoxinas es_ES
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis es_ES
dc.subject.unesco UNESCO::CIENCIAS MÉDICAS es_ES
dc.description.abstractenglish The present work focused on the toxicological effects which mycotoxins can cause on human health, by examining in vivo studies in the last decade. The capacity of the emerging mycotoxins Enniatins (ENs) to cause changes in the expression of genes related to the electron transport chain, apoptosis, inflammation and structural processes in the liver, stomach, kidney and colon of Wistar rats was also evaluated by a transcriptional approach. In addition, the proteomic profile in liver was studied by LC-MS/QTOF technique. Likewise, the study allowed the identification of differentially expressed proteins in Jurkat lymphocyte T cells exposed to an intestinal digest of bread prepared with pumpkin and fermented whey, in combination with aflatoxin A (AFB1) and ocratoxin A (OTA) at different concentrations. The literature reviewed revealed that in the in vivo assays collected, the most studied mycotoxins were AFB1, Deoxynivalenol (DON), Zearalenone (ZEA), OTA and also combinations of AFB1, DON and ZEA. As regard emerging mycotoxins, the most important were ENs, beauvericin (BEA) and moniliformin (MON). On the other hand, rodents and pigs were the main laboratory animals employed, whereas the most analyzed organ was the liver, followed by blood, kidney and spleen. Moreover, the main purpose of the toxicity studies was immunotoxicity, followed by genotoxicity, oxidative stress, hepatotoxicity, cytotoxicity, teratogenicity and neurotoxicity. As for the techniques used, the most common were real time PCR (qPCR), ELISA and immunohistochemistry (IHC). The results of transcriptional analysis in Wistar rats’ liver showed that an acute exposure to a mixture of ENs caused changes in the expression of genes involved in complex I (CI), complex II (CII), complex IV(CIV) and complex V(CV) of the electron transport chain (ETC). In addition to mitochondrial dysregulation, the activity of three essential markers implicated in cellular response to oxidative stress in intestinal and renal tissues was altered. Likewise, the homeostasis of the intestinal barrier was modified by the imbalance between pro- and anti-apoptotic genes and also by the overexpression of the structural protein Occludin. Proteomic study in liver tissues from the same rats showed expression changes in proteins related to acetylation, nucleotide:NAD phosphate-binding region and catalytic activity. Some of these proteins were located in the mitochondria and others were related to oxidoreductase activity. Analyzing metabolic pathways, metabolism was the most significant and the most enriched pathway. In addition, ENs-induced liver damage was confirmed by overexpression of the mitochondrial protein carbamoyl phosphate synthase-1 (CPS-1), which is an important tumor marker of the liver. In vitro assay in Jurkat cells exposed to a gastrointestinal digest of bread prepared with fermented goat milk whey and lyophilized pumpkin against AFB1 and OTA mycotoxin-induced cytotoxicity showed increased expression of gluconeogenesis-related proteins, antioxidant activity and chromosomal stability. In terms of metabolic pathways, the one related to the secretory phenotype associated with senescence was the most altered, being cyclin A2 overexpressed in all conditions analyzed. Further toxicological studies on mycotoxins toxicity employing -omics technologies are needed. In fact, these innovative techniques, represent a major advance in food safety risk assessment. es_ES
dc.embargo.terms 0 days es_ES

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