Universitätsbibliothek Wien

Epigenetic influences of probiotics on the expression of inflammation specific genes and micro RNAs

Nestelberger, Manuela (2010) Epigenetic influences of probiotics on the expression of inflammation specific genes and micro RNAs.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Haslberger, Alexander G.

[img]
Preview
PDF
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved

Download (2039Kb)
DOI: 10.25365/thesis.11310
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29212.66543.640153-5

Link zu u:search

Abstract in English

In this work the changed expression of Interleukin 6 (IL6), Tumor Necrosis Factor α (TNFα), Nuclear Factor kappa B, subunit p65 (NFkBp65) and Peroxisome Proliferative activated Receptor γ (PPARγ) was analyzed after treatment with the probiotics Lactobacillus acidophilus NCFM, Bifidobacterium lactis 420, Streptococcus thermophilus ST21 and Lipopolysaccharides (LPS). All of these components were added to either not prestimulated cells or to Interleukin 1β (IL1β) prestimulated cells. This ensured that on the one hand the effect of the probiotics and LPS on the cell system and on the other hand their effect on inflammatory processes, induced by IL1β, in this specific cell system could be observed. The expression level of the micro RNAs miR7i, miR27b and miR155 was also measured after treatment with LPS, Lactobacillus acidophilus and Streptococcus thermophilus. The used cell system was the Colon- Carcinoma cell line CACO2. Epigenetics is characterized by a change in gene expression without a change in the DNA sequence. Different food components are able to modify the expression level of specific genes. The signaling pathways that characterize the time kinetics of the cellular response to specific components are very complex systems that interact with each other. Micro RNAs (miRs) are important noncoding RNAs which regulate gene expression. The results showed that the treatment with Streptococcus thermophilus often induced different expression levels than the other probiotics, more similar to LPS. LPS treatment itself showed significant decreases in the expression of distinct genes that were not expected, especially after prestimulation with IL1β. Without prestimulation the only significant increases in gene expression could be seen after Streptococcus and LPS treatment. Within the expression detection of micro RNAs there was a clear trend that showed that miR7i was statistically significant decreased after every treatment. After the treatment with Lactobacillus acidophilus, every miR was decreased significantly. Taken together no significant upregulation of micro RNA expression could be observed after 24 hours of treatment, although miR155 expression was increased after Streptococcus and Lactobacillus treatment. To conclude the findings, probiotics and LPS have the ability to alter the expression of inflammatory genes and micro RNAs in CACO2 cells. Whereas micro RNA expression presumably influenced inflammatory gene expression. Especially effects on already existing inflammatory processes could be shown. Further investigations are necessary to claim the impact of specific probiotics and LPS on the human immune system.

Schlagwörter in Englisch

Epigenetic / Probiotics / Gene Expression / micro RNA

Abstract in German

In dieser Arbeit wurde die veränderte Genexpression von Interleukin 6 (IL6), Tumor Nekrosis Faktorα (TNFα), Nuklear Faktor kappa B, Untereinheit p65 (NFκBp65) und Peroxisom Proliferativer aktivierter Rezeptor γ (PPARγ) nach der Behandlung mit den Probiotika Lactobacillus acidophilus NCFM, Bifidobacterium lactis 420, Streptococcus thermophilus ST21 und mit Lipopolysacchariden (LPS) untersucht. All diese Stoffe wurden einerseits zu nicht vorstimulierten Zellen, anderseits zu Interleukin 1β (IL1β) vorstimulierten Zellen zugesetzt. Dieser Aufbau stellte sicher, dass auf der einen Seite die Auswirkungen der Probiotika und LPS auf die Zellen klar wurden und auf der anderen Seite ihr Einfluss auf entzündliche Vorgänge, die durch IL1β hervorgerufen wurden. Die Expression von miR7i, miR27b und miR155 wurde ebenfalls nach der Behandlung mit LPS, Lactobacillus acidophilus und Streptococcus thermophilus bestimmt. Es wurde das Colon Karzinom Zellsystem CACO2 verwendet. Epigenetik wird definiert als eine Veränderung in der Genexpression ohne Veränderungen in der DNA Sequenz. Verschiedene Nahrungsmittelinhaltsstoffe können die Genexpression verändern. Die Signaltransduktionswege, die die Zeitkinetik der zellulären Antwort auf spezifische Inhaltsstoffe bestimmen, sind komplex und interagieren auf verschieden Weisen miteinander. micro RNAs (miRs) sind wichtige nicht-kodierende RNAs, die die Genexpression regulieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Behandlung mit Streptococcus thermophilus oft zu Expressionslevels führt, die sich von den anderen Probiotika unterscheiden. LPS zeigte, vor allem in IL1β vorstimulierten Zellen, ein unerwartetes Herabsenken der Expression von Genen. In nicht vorstimulierten Zellen, konnten nur nach LPS Behandlung signifikante Steigerungen in der Genexpression festgestellt werden. Die Expressionen der miRNAs zeigten einen klaren Trend, so konnte die miR7i durch alle Behandlungen statistisch signifikant gesenkt werden. Nach Behandlung mit Lactobacillus acidophilus war die Expression aller miRs signifikant gesunken. Es konnte nach Auswertung aller Ergebnisse keine Erhöhung der micro RNA Expression nach 24 Stunden Behandlung festgestellt werden. Obwohl die miR155 Expression nach Streptococcus und Lactobacillus Behandlung erhöht war. Im Rahmen dieser Arbeit zeigten Probiotika und LPS die Fähigkeit in CACO2 Zellen die Expression von entzündungs-spezifischen Genen zu verändern. Wobei die micro RNA Expression wahrscheinlich die Expression entzündungsspezifischer Gene beeinflusst. Die Veränderungen konnten insbesondere bei bereits vorhandenen entzündlichen Prozessen gezeigt werden. Weitere Studien sind notwendig um den Effekt von Probiotika und LPS auf das Immunsystem von Menschen klar nachweisen zu können.

Schlagwörter in Deutsch

Epigenetik / Probiotika / Genexpression / micro RNA

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Nestelberger, Manuela
Title: Epigenetic influences of probiotics on the expression of inflammation specific genes and micro RNAs
Umfangsangabe: 110 S.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Publication year: 2010
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Haslberger, Alexander G.
Assessor: Haslberger, Alexander G.
Classification: 30 Naturwissenschaften allgemein > 30.99 Naturwissenschaften allgemein: Sonstiges
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Number: AC08328503
Item ID: 11310
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

Urheberrechtshinweis: Für Dokumente, die in elektronischer Form über Datennetze angeboten werden, gilt uneingeschränkt das österreichische Urheberrechtsgesetz; insbesondere sind gemäß § 42 UrhG Kopien und Vervielfältigungen nur zum eigenen und privaten Gebrauch gestattet. Details siehe Gesetzestext.

Edit item (Administrators only) Edit item (Administrators only)