2
|
Petito V, Greco V, Laterza L, Graziani C, Fanali C, Lucchetti D, Barbaro MR, Bugli F, Pieroni L, Lopetuso LR, Sgambato A, Sanguinetti M, Scaldaferri F, Urbani A, Gasbarrini A. Impact of the Trophic Effects of the Secretome From a Multistrain Probiotic Preparation on the Intestinal Epithelia. Inflamm Bowel Dis 2021; 27:902-913. [PMID: 33300553 DOI: 10.1093/ibd/izaa298] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/03/2019] [Indexed: 12/13/2022]
Abstract
BACKGROUND Probiotics are defined as live, nonpathogenic bacteria that confer health benefits beyond their nutritional value. In particular, VSL#3 exhibits demonstrated efficacy in the management of diseases characterized by an increased intestinal permeability. Our study aimed to understand how VSL#3 promotes gut health by secreting bioactive factors and identify which human pathways are modulated by secretome derived from the VSL#3 formula. METHODS Two different lots of VSL#3 were used, and Caco-2 cell line was treated with conditioned media (CM) prepared using 1 g of the probiotic formula. We evaluated the effects of the probiotics on cellular proliferation and apoptosis by cytometry and the expression of tight junction proteins by western blotting. A proteomics analysis of both culture media and the whole proteome of Caco-2 cells treated with VSL#3-CM was performed by nano-ultra performance liquid chromatography - tandem mass (nUPLC MS/MS) spectrometry. RESULTS The probiotic formula increased cell proliferation, decreased cellular apoptosis cells, and increased re-epithelialization in the scratch assay. Several peptides specifically synthetized by all the species within the probiotic preparation were recognized in the proteomics analysis. Human proteins synthesized by CaCo-2 cells were also identified. CONCLUSIONS To our knowledge, this manuscript describes the first evaluation of the probiotic secretome, and the results showed that the improvement in intestinal barrier functions induced by probiotics seems to be accompanied by the modulation of some human cellular pathways.
Collapse
Affiliation(s)
- Valentina Petito
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy
| | - Viviana Greco
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy.,Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie, Rome, Italy
| | - Lucrezia Laterza
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Rome, Italy
| | - Cristina Graziani
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Rome, Italy
| | - Caterina Fanali
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Rome, Italy
| | - Donatella Lucchetti
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy
| | - Maria Raffaella Barbaro
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, Rome, Italy
| | - Francesca Bugli
- Policlinico Sant'Orsola- Malpighi, Università di Bologna, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, Bologna, Italia
| | - Luisa Pieroni
- Fondazione Santa Lucia IRCCS, Unitá di Proteomica e Metabolomica, Rome, Italy
| | - Loris Riccardo Lopetuso
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy.,Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Rome, Italy
| | - Alessandro Sgambato
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy
| | - Maurizio Sanguinetti
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy.,Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie, Rome, Italy
| | - Franco Scaldaferri
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy.,Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Rome, Italy
| | - Andrea Urbani
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy.,Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie, Rome, Italy
| | - Antonio Gasbarrini
- Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento Universitario di Medicina e Chirurgia Traslazionale, Rome, Italy.,Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Rome, Italy
| |
Collapse
|
3
|
Ancona A, Petito C, Iavarone I, Petito V, Galasso L, Leonetti A, Turchini L, Belella D, Ferrarrese D, Addolorato G, Armuzzi A, Gasbarrini A, Scaldaferri F. The gut-brain axis in irritable bowel syndrome and inflammatory bowel disease. Dig Liver Dis 2021; 53:298-305. [PMID: 33303315 DOI: 10.1016/j.dld.2020.11.026] [Citation(s) in RCA: 30] [Impact Index Per Article: 10.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/06/2020] [Revised: 11/23/2020] [Accepted: 11/25/2020] [Indexed: 02/06/2023]
Abstract
Research increasingly demonstrates the bidirectional communication between gut microbiota and the brain, enhancing the role of gut microbiota modulation in the treatment of central nervous system (CNS) disorders. The first five years of life are extremely important as it affects the development of gut microbiota, immune system and, consequently, the onset of psychometric alterations, particularly in genetically predisposed individuals. In this review, we focus on the link between specific microbial genera, gastrointestinal (GI) disorders, anxiety and depression and on the effects of different therapeutic strategies for mood disorders on gut microbiota.
Collapse
Affiliation(s)
- Angela Ancona
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia
| | - Claudia Petito
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Unità Operativa Semplice di Psicologia Clinica Ospedaliera, 00168 Roma, Italia
| | - Irene Iavarone
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia
| | - Valentina Petito
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento di Medicina e Chirurgia Traslazionale, 00168 Roma, Italia.
| | - Linda Galasso
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia
| | - Alessia Leonetti
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia
| | - Laura Turchini
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia
| | - Daniela Belella
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Unità Operativa Semplice di Psicologia Clinica Ospedaliera, 00168 Roma, Italia
| | - Daniele Ferrarrese
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Unità Operativa Semplice di Psicologia Clinica Ospedaliera, 00168 Roma, Italia
| | - Giovanni Addolorato
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia; Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento di Medicina e Chirurgia Traslazionale, 00168 Roma, Italia
| | - Alessandro Armuzzi
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia; Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento di Medicina e Chirurgia Traslazionale, 00168 Roma, Italia
| | - Antonio Gasbarrini
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia; Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento di Medicina e Chirurgia Traslazionale, 00168 Roma, Italia
| | - Franco Scaldaferri
- Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, 00168 Roma, Italia; Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS, Università Cattolica del Sacro Cuore, Dipartimento di Medicina e Chirurgia Traslazionale, 00168 Roma, Italia
| |
Collapse
|
4
|
Fiocco D, Longo A, Arena MP, Russo P, Spano G, Capozzi V. How probiotics face food stress: They get by with a little help. Crit Rev Food Sci Nutr 2019; 60:1552-1580. [DOI: 10.1080/10408398.2019.1580673] [Citation(s) in RCA: 40] [Impact Index Per Article: 8.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/14/2022]
Affiliation(s)
- Daniela Fiocco
- Department of Clinical and Experimental Medicine, University of Foggia, Foggia, Italy
| | - Angela Longo
- Department of Agriculture Food and Environment Sciences, University of Foggia, Foggia, Italy
| | - Mattia Pia Arena
- Department of Agriculture Food and Environment Sciences, University of Foggia, Foggia, Italy
| | - Pasquale Russo
- Department of Agriculture Food and Environment Sciences, University of Foggia, Foggia, Italy
| | - Giuseppe Spano
- Department of Agriculture Food and Environment Sciences, University of Foggia, Foggia, Italy
| | - Vittorio Capozzi
- Department of Agriculture Food and Environment Sciences, University of Foggia, Foggia, Italy
| |
Collapse
|