Extracellular vesicles and soluble factors secreted by Escherichia coli Nissle 1917 and ECOR63 protect against enteropathogenic E. coli-induced intestinal epithelial barrier dysfunction
Por:
Alvarez CS, Gimenez R, Canas MA, Vera R, Díaz-Garrido N, Badia-Palacin J and Baldoma L
Publicada:
17 jul 2019
Ahead of Print:
17 jul 2019
Resumen:
BackgroundEnteric pathogens have developed mechanisms to disrupt tight junctions and increase gut permeability. Many studies have analysed the ability of live probiotics to protect intestinal epithelial cells against tight junction damage caused by bacterial pathogens. Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) is among the probiotics that positively modulates the intestinal epithelial barrier by regulating expression and distribution of tight junction proteins. We previously reported that regulation of ZO-1, claudin-14 and claudin-2 is mediated by EcN secreted factors, either free-released or associated with outer membrane vesicles (OMVs). Factors secreted by commensal ECOR63 elicited comparable effects in intact epithelial T-84 and Caco-2cell monolayers.ResultsHere we analyse the ability of OMVs and soluble secreted factors to protect epithelial barrier function in polarized T-84 and Caco-2 cells infected with enteropathogenic Escherichia coli (EPEC). Transepithelial electrical resistance, paracellular permeability, mRNA levels and subcellular distribution of tight junction proteins were monitored in the absence or presence of EcN and ECOR63 extracellular fractions. EPEC downregulated expression of ZO-1 ZO-2, occludin and claudin-14 and altered the subcellular localization of ZO-1, occludin and F-actin cytoskeleton. OMVs and soluble factors secreted by EcN and ECOR63 counteracted EPEC-altered transepithelial resistance and paracellular permeability, preserved occludin and claudin-14 mRNA levels, retained ZO-1 and occludin at tight junctions in the cell boundaries and ameliorated F-actin disorganization. Redistribution of ZO-1 was not accompanied by changes at mRNA level.ConclusionThis study provides new insights on the role of microbiota secreted factors on the modulation of intestinal tight junctions, expanding their barrier-protective effects against pathogen-induced disruption.
Filiaciones:
Alvarez CS:
Secció de Bioquímica i Biología Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), Barcelona, Spain
Present Address: División Académica de Ciencias Biológicas, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Tabasco, Mexico
Gimenez R:
Secció de Bioquímica i Biología Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), Barcelona, Spain
Canas MA:
Secció de Bioquímica i Biología Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), Barcelona, Spain
Vera R:
Secció de Bioquímica i Biología Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), Barcelona, Spain
Díaz-Garrido N:
Secció de Bioquímica i Biología Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), Barcelona, Spain
Badia-Palacin J:
Secció de Bioquímica i Biología Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain.
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), Barcelona, Spain.
Open Access
|