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Muitas doenças estão associadas ao desequilíbrio da microbiota do cólon, incluindo diabetes, inflamação do intestino e cancro. Para compreender a influência da alimentação e fármacos na saúde, vários modelos de simuladores gastrointestinais têm sido desenvolvidos. Os simuladores oferecem uma forma rápida, fácil, eficiente e económica de estudo da atividade da microbiota e das suas interações com as células intestinais. No entanto, nenhum dos simuladores existentes combina num só sistema a simulação de peristalse, absorção de metabolitos, multi- zonas do cólon e interação microbiota-células intestinais usando vário tipo de células.
Para preencher esta lacuna, pretende-se desenvolver um simulador dinâmico in-vitro do cólon - o ColOsH, que consiste na combinação de um reator simulador da microbiota e do cólon (CR, zona ascendente, transverso e
descendente do cólon), um modulo membranar para absorção de metabolitos, e um simulador integrado do cólon com células intestinais (CH) para o estudo das interações microbiota-células.
O CR é composto por três reatores de fluxo-oscilatório (OFR) em série que simulam as condições fisiológicas e de mistura do cólon. Cada modulo OFR é um reator tubular, com constrições periódicas acentuadas, assemelhando-se às vilosidades do cólon in-vivo, operando sob mistura de fluxo-oscilatório para simular a peristalse. A operação de fluxo laminar do OFR permite trabalhar com microbiota e células no mesmo simulador. O depósito, geralmente obtido a baixas condições oscilatórias, favorecerá a deposição de bactérias e a troca de metabolitos com as células.
Além disso, a eficiência de mistura OFR evita a separação de fases entre fluidos e sólidos permitindo o trabalho
com microbiota imobilizada. Para desenhar e definir as condições operacionais do OFR, serão desenvolvidos dois modelos numéricos: um para uma fase e outro para duas fases. O potencial dos simuladores CR como ferramenta de validação de alegações de saúde será testado através da  |
Resumo
Muitas doenças estão associadas ao desequilíbrio da microbiota do cólon, incluindo diabetes, inflamação do intestino e cancro. Para compreender a influência da alimentação e fármacos na saúde, vários modelos de simuladores gastrointestinais têm sido desenvolvidos. Os simuladores oferecem uma forma rápida, fácil, eficiente e económica de estudo da atividade da microbiota e das suas interações com as células intestinais. No entanto, nenhum dos simuladores existentes combina num só sistema a simulação de peristalse, absorção de metabolitos, multi- zonas do cólon e interação microbiota-células intestinais usando vário tipo de células.
Para preencher esta lacuna, pretende-se desenvolver um simulador dinâmico in-vitro do cólon - o ColOsH, que consiste na combinação de um reator simulador da microbiota e do cólon (CR, zona ascendente, transverso e
descendente do cólon), um modulo membranar para absorção de metabolitos, e um simulador integrado do cólon com células intestinais (CH) para o estudo das interações microbiota-células.
O CR é composto por três reatores de fluxo-oscilatório (OFR) em série que simulam as condições fisiológicas e de mistura do cólon. Cada modulo OFR é um reator tubular, com constrições periódicas acentuadas, assemelhando-se às vilosidades do cólon in-vivo, operando sob mistura de fluxo-oscilatório para simular a peristalse. A operação de fluxo laminar do OFR permite trabalhar com microbiota e células no mesmo simulador. O depósito, geralmente obtido a baixas condições oscilatórias, favorecerá a deposição de bactérias e a troca de metabolitos com as células.
Além disso, a eficiência de mistura OFR evita a separação de fases entre fluidos e sólidos permitindo o trabalho
com microbiota imobilizada. Para desenhar e definir as condições operacionais do OFR, serão desenvolvidos dois modelos numéricos: um para uma fase e outro para duas fases. O potencial dos simuladores CR como ferramenta de validação de alegações de saúde será testado através da avaliação do efeito prebiótico de frutooligossacarídeos na microbiota livre (uma fase) e imobilizada (duas fases). A influência dos metabolitos produzidos pela microbiota nas células humanas será avaliada com o módulo CH utilizando células epiteliais, células produtoras de muco e células do sistema imunológico. No final, o simulador completo - ColOsH, incluindo o CH integrado nos módulos CR será validado por comparação com dados in-vivo.
O ColOsH servirá para avaliar os efeitos de novos fármacos e alimentos na microbiota, contribuindo para a prevenção e tratamento de doenças associadas ao cólon, e servirá também como ferramenta para avaliação de alegações de nutrição e saúde e segurança alimentar. A equipa envolvida neste projeto tem as competências necessárias para desenvolver o simulador ColOsH, nomeadamente o LEPABE na área de modelação e fabricação de módulos OFR; o CEB no segmento de reatores e modelos in-vitro, fermentação e cultura de células; o ICVS na fisiologia e doenças digestivas. |