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Effects of short-chain fatty acids on Aliarcobacter butzleri’s virulence
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Bioquímica | por |
| dc.contributor.advisor | Ferreira, Susana Margarida Paraíso | |
| dc.contributor.advisor | Domingues, Fernanda da Conceição | |
| dc.contributor.advisor | Oleastro, Mónica Alexandra de Sousa | |
| dc.contributor.author | Fonseca, Inês Maria Duarte da | |
| dc.date.accessioned | 2024-11-15T11:34:42Z | |
| dc.date.embargo | 2025-06-11 | |
| dc.date.issued | 2024-07-25 | |
| dc.date.submitted | 2024-06-11 | |
| dc.description.abstract | Aliarcobacter butzleri has commonly been associated with diseases in both humans and animals and is therefore classified as a moderate hazard to human health. This bacterium may be found in various environments on a large scale, such as soils, waters and the food chain, being a major source of transmission and contamination. Moreover, it has been associated with diarrheal and non-diarrheal gastrointestinal diseases, whose main symptoms include abdominal pain, nausea and fever. Despite the research available on this microorganism, its response to host’s resistance colonization mechanisms remain underexplored. Short-chain fatty acids (SCFA) have been taken into study as mechanisms of resistance to colonization and are produced through the microbial fermentation of non-digestible carbohydrates in the intestine, being responsible for the maintenance of intestinal and metabolic health in humans. As SFCA are one of the multiple adverse conditions A. butzleri faces until it reaches its preferred colonization site, the intestine, this work aims to evaluate the effects of SCFA on the virulence and survival of this bacterium. Therefore, the bacterium’s growth, gene expression, motility, biofilm formation and adhesion and invasion abilities were evaluated with different types and concentrations of SCFA. The majority of the assays were conducted with eight A. butzleri isolates and, in general, lower concentrations showed no significant effect on bacterial growth, whereas the higher concentrations revealed an increase of the lag phase and/or growth inhibition, in a strain-dependent manner. Regarding the evaluation of putative virulence genes expression, it was observed an overexpression by most concentrations tested for the flaA and luxS genes. At a concentration of 130mM_SCFA, the ciaB gene also displayed an overexpression. The motility of most strains used in the study presented a decrease in this virulence factor. Also, the results of the biofilm formation of this bacterium showed a strain-dependence considering the concentration used. Furthermore, the SCFA tested appeared to affect the bacterium’s ability to adhere and invade the Caco-2 cell line, showing a trend to reduce these virulence features. Altogether, through the analysis of the results obtained from this study, it is noticeable that SCFA present a modulatory effect on A. butzleri’ survival and virulence, in a straindependent form. Regardless, it is possible to conclude that SCFA have an important role during the infection process, with the modulation of A. butzleri’ virulence being a point for further investigation. | eng |
| dc.description.abstract | Aliarcobacter butzleri tem sido comumente associada a doenças prevalentes tanto em humanos como animais e como tal é classificado como um risco moderado para a saúde humana. A. butzleri pode ser encontrada em diversos ambientes, tais como solos, águas e até mesmo a cadeia alimentar, sendo esta uma grande fonte de transmissão e contaminação. Esta bactéria tem sido associada a doenças gastrointestinais diarreicas e não diarreicas, cujos principais sintomas podem incluir dores abdominais, náuseas e febre. Atualmente, diversos trabalhos abordam o potencial papel patogénico deste microrganismo, porém os seus mecanismos de virulência ainda não se encontram suficientemente explorados de modo a clarificar a sua patogenicidade, nomeadamente no que diz respeito à sua resposta aos mecanismos de resistência à colonização do hospedeiro. Os ácidos gordos de cadeia curta (AGCC) são ácidos gordos orgânicos produzidos pela fermentação microbiana de carboidratos não digeríveis no intestino, e são responsáveis por manter a saúde intestinal e metabólica do Homem, funcionando como mecanismo de resistência à colonização por agentes patogénicos. Considerando que para chegar ao seu local preferencial de colonização, o intestino, A. butzleri tem de ultrapassar diversas barreiras, sendo uma dessas os AGCC, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos dos AGCC na virulência e sobrevivência desta bactéria. Deste modo, para avaliar o comportamento das estirpes de A. butzleri, selecionadas para este estudo (n=8), na presença de AGCC, inicialmente foi realizada a análise de curvas de crescimento com uma duração de 48 horas, na presença e ausência destes compostos. Com isto foi possível verificar que os isolados são maioritariamente afetados pelas concentrações mais elevadas de AGCC, apresentando em geral um aumento da fase lag ou mesmo uma inibição de crescimento, em concentrações como 130 mM ou 172 mM de uma mistura de AGCC. No entanto, este comportamento parece ser dependente de estirpe. Para avaliar de que forma estes compostos podem influenciar os mecanismos de virulência de A. butzleri, procedeu-se seguidamente ao estudo da influência de AGCC na expressão dos genes putativos de virulência geralmente associados a fatores de virulência deste microrganismo (cadF, ciaB, flaA e luxS, associados às capacidades de adesão e invasão, motilidade e formação de biofilme). Para tal, usou-se a metodologia de transcrição reversa seguida de PCR em tempo real (RT-qPCR), através do qual se observou que quando na presença de concentrações de AGCC semelhantes às encontradas no intestino, a expressão de alguns genes sofre alteração, como flaA e luxS que mostraram ser sobre-expressos na presença da maioria das concentrações usadas. O mesmo comportamento foi verificado com ciaB na presença de 130 mM de AGCC, consequentemente sugerindo um possível efeito dos AGCC nos fatores de virulência da bactéria. A. butzleri é uma bactéria móvel com a presença de um flagelo na sua extremidade, e como tal a motilidade é um fator de virulência bastante importante. Assim, a motilidade bacteriana foi analisada pelo método de difusão em agar a 4 % na presença de AGCC, verificando-se uma diminuição da motilidade na presença das concentrações mais elevadas de AGCC, na maioria dos isolados testados. A capacidade de formação de biofilmes de A. butzleri é outro dos fatores bastante investigados, uma vez que este é responsável por aumentar a resistência da bactéria a fatores extrínsecos potencialmente prejudiciais à sua sobrevivência. O método de violeta de cristal em placas de 24 poços na presença de AGCC foi a metodologia selecionada para efetuar a avaliação desta capacidade. Os resultados mostraram um comportamento dependente da estirpe, onde os isolados de A. butzleri W12-1, DQ40A1 e INSA2756 foram afetados positivamente pelos AGCC, verificando-se um aumento da capacidade de formação de biofilme. Contrariamente ao verificado com os isolados anteriores, as estirpes INSA3800 e INSA4015 apresentaram uma redução na formação de biofilme na presença das concentrações de AGCC utilizadas. Por último, procedeu-se também à avaliação do efeito de A. butzleri sob a influência de AGCC em células de adenocarcinoma colorretal humano, Caco-2. Este estudo consistiu na realização de ensaios de adesão e invasão, onde a linha celular foi infetada pela bactéria em solução com os AGCC, com uma multiplicidade de infeção de 100. A estirpe representativa utilizada mostrou uma redução da capacidade de adesão e invasão na presença das concentrações de 90 e 130 mM das misturas de AGCC. Concluindo, é possível afirmar, através dos resultados obtidos, que A. butzleri é afetado pelos AGCC de forma dependente de estirpe, e que os AGCC apresentam um efeito modulatório na sua sobrevivência e virulência. Estes compostos, presentes ao longo do intestino, têm um papel importante durante o processo de infeção, podendo ser explorado na modulação da virulência A. butzleri. | por |
| dc.identifier.tid | 203721063 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/14585 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Ácidos Gordos de Cadeia Curta | por |
| dc.subject | Adesão | por |
| dc.subject | Aliarcobacter Butzleri | por |
| dc.subject | Biofilmes | por |
| dc.subject | Genes Putativos de Virulência | por |
| dc.subject | Invasão. | por |
| dc.subject | Motilidade | por |
| dc.subject | Viabilidade Celular | por |
| dc.subject | Virulência | por |
| dc.title | Effects of short-chain fatty acids on Aliarcobacter butzleri’s virulence | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.embargofct | Contém dados temporariamente confidenciais | por |
| rcaap.rights | embargoedAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.name | 2º Ciclo em Bioquímica | por |
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