O efeito da adição de goma chantana na dieta sobre o processo inflamatório intestinal e ao desenvolvimento do câncer em ratos Wistar inoculados com Tumor de Walker 256

Abstract

Xanthan gum is a thickening agent used daily and continuously by patients with dysphagia as a diet ingredient. In the food industry, xanthan gum has been generally used as an additive to improve texture and palatability, especially of the ultra process foods, and gluten-free preparations. Although xanthan gum has been studied since the fifties regarding its properties and qualities as a food additive, the use of this substance has been increasing as a regular food ingredient. Our hypothesis is that the continuous use of xanthan gum can promote both systemic and intestinal chronic pro-inflammatory state and also facilitate tumor development. In this present thesis, two different experimental models were used: 1 – addition of xanthan gum to the diet of young rats inoculated with Walker 256 tumor, with the objective of evaluating xanthan gum effect in the inflammatory process and tumor growth; 2 – addition of increasing doses of xanthan gum to the diet of adult rats with the objective of evaluating inflammatory process and intestinal permeability, especially in the distal colon. In the study 1, we have used 48 male Wistar rats. Treatment began when they were 30 days of age and they were divided into 4 groups: control diet (C), control diet with tumor (TC), xanthan gum diet (XG) and xanthan gum diet with tumor (TXG). Xanthan gum intake promoted changes in the cytokine content: increasing IL-6, TNF- α and IL10 in retroperitoneal adipose tissue compared to the control group; and increasing TNF-α in the mesenteric adipose tissue compared to the C and TXG groups. The continuous use of xanthan gum triggered a pro-inflammatory response, promoting an increase in pro-inflammatory cytokines in the adipose tissue, but it did not have an effect on the tumor development in the Wistar rats inoculated with Walker 256 tumor cells. In the study 2, we have used 32 male Wistar rats. Treatment began when they were 90 days of age and they were divided into 4 groups: control diet (C); 1/4 of total dose diet (XG 1/4); 1/2 of total dose diet (XG 1/2) and total dose diet (XG 1). Diet with 1/2 of total dose had physiological effect on increasing IL-6 and TNF-α contents in the gastrocnemius muscle and increasing IL-6 in the retroperitoneal and epididymal adipose tissue. In the distal colon, there was a statistically significant increasing in the concentration of IL-1β in the XG 1/2 in relation to the C and XG 1, and a higher lymphocyte infiltration in the histological analysis. By immunohistochemical exam, an increasing presence of TNF-α and Claudin-2 were observed in all groups with xanthan gum diet compared to the control group. The addition of xanthan gum to the diet, especially in 1/2 of maximum permitted dose for dysphagic individuals, induced inflammatory process in the studied tissues followed by Claudin-2, TNF-α and lymphocyte infiltration alterations in the distal colon. This colon homeostasis modification can be partially responsible for the systemic pro-inflammatory state detected in the animals.

A goma xantana é um agente espessante utilizado diária e continuamente por pessoas com disfagia como ingrediente alimentar. Na indústria alimentícia, geralmente, a goma xantana é usada como aditivo alimentar com o objetivo de aprimorar textura e palatabilidade de produtos alimentícios, em especial os ultraprocessados, e preparações culinárias sem glúten. Embora a goma xantana seja estudada desde a década de 50 quanto às suas propriedades e qualidades para o uso como aditivo alimentar, nos últimos anos o uso dessa substância tem aumentado consideravelmente como ingrediente alimentar. Nossa hipótese é que a utilização contínua de goma xantana pode promover um estado pró-inflamatório crônico tanto sistêmico quanto intestinal e facilitar o desenvolvimento tumoral. Nesta tese dois modelos experimentais distintos foram utilizados: 1- adição de goma xantana na dieta de ratos jovens e inoculados com tumor de Walker 256, objetivando avaliar o efeito da goma xantana em processos inflamatórios e crescimento tumoral; 2- adição de doses crescentes de goma xantana à dieta de ratos adultos com o objetivo de avaliar processo inflamatório e permeabilidade intestinal, em especial no cólon distal. No trabalho 1 utilizamos 48 ratos Wistar machos, o início do tratamento com 30 dias de vida e foram divididos em 4 grupos: dieta controle (C), dieta controle com tumor (CT), dieta com goma xantana (GX) e dieta com goma xantana e tumor (GXT). A ingestão de goma xantana promoveu alterações no conteúdo de citocinas: aumentando de IL-6, TNF-α e IL-10 no tecido adiposo retroperitoneal comparado ao grupo controle; e aumentando TNF-α no tecido adiposo mesentérico em comparação com os grupos C e GXT. O uso contínuo de goma xantana desencadeou uma resposta pró-inflamatória, elevando citocinas pró-inflamatórias no tecido adiposo, mas não teve efeito sobre o desenvolvimento do tumor nos animais inoculados com células tumorais Walker 256. No trabalho 2 utilizamos 32 ratos Wistar machos, o início do tratamento com 90 dias de vida e foram divididos em 4 grupos: dieta controle (CO); dieta 1/4 da dose total (GX 1/4); dieta 1/2 da dose total (GX 1/2); dieta total (GX 1). A 1/2 dose teve efeito fisiológico em aumentar o conteúdo de IL-6 e TNF-α no músculo gastrocnêmio e em elevar IL-6 nos tecidos adiposos retroperitoneal e epididimal. No cólon distal houve aumento estatisticamente significante na concentração de IL-1 β no grupo GX 1/2 em relação ao CO e GX 1 e evidencia-se na análise histológica maior infiltração de linfócitos. Por imuno-histoquímica observa-se presença aumentada de TNF-α e Claudina 2 em todos os grupos que ingeriram goma xantana em comparação ao controle. A adição de goma xantana à dieta, em especial metade da dose máxima possível de ser utilizada em indivíduos disfágicos, induziu processo inflamatório nos tecidos estudados, acompanhado de alteração na Claudina 2, TNF-α e infiltração de linfócitos no cólon distal. Esta modificação na homeostase do cólon pode ser parcialmente responsável pelo estado pró-inflamatório sistêmico detectado nos animais.