Análise proteômica do jejuno e íleo em ratos expostos a dose aguda ou crônica de fluoreto

The gastrointestinal tract (GIT) is considered the main route of exposure to fluoride (F), which is rapidly absorbed from it. Exposure to this ion can generate considerable changes in the morphology of the intestine, which can affect its functions, leading to gastrointestinal symptoms that represent the first signs of F toxicity. In previous studies performed by our research group, it was observed that exposure to F interferes significantly in the expression of several proteins in the duodenum. Due to the distinct anatomical, histological and physiological characteristics found among the different distinct segments of the small intestine, the present study aimed to evaluate the effect of acute or chronic exposure to F on the proteomic profile of the jejunum and the ileum of rats. Male 60-day-old Wistar rats were treated for 30 days with chronic doses of 0 mgF/L, 10 mgF/L or 50 mgF/L. The acute dose of F (25 mg/Kg body weight) or deionized water (control) was administered once by gastric gavage. After the experimental periods, the jejunum and the ileum were collected. Proteomic analysis of both segments was performed using the nanoACQUITY UPLC-Xevo QTof MS system (Waters, Manchester, UK), in order to better understand the mechanisms involved in acute or chronic F toxicity, which led to the morphological changes observed in our previous studies. The difference in expression between the groups was obtained using the PLGS software, considering p0.95 for the for the down and upregulated proteins, respectively. Under acute exposure to F, most of the proteins with altered expression were upregulated in the group 25 mg/Kg F vs. Control. Our results, when analyzed together (jejunum and ileum), suggest that the gastrointestinal symptoms found in these cases may be related to inhibition of protein synthesis by exposure to a high dose of F, such as changes in proteins that regulate the cytoskeleton and energy metabolism, mainly in carbohydrate metabolism. Under chronic exposure to F, most of the proteins with altered expression were upregulated in the group 10 mgF/L vs. control and in the comparison 50 mgF/L vs. control. In the jejunum, there were changes in the abundance of several proteins correlated with protein synthesis, glucose homeostasis, energy metabolism and neural functions. Moreover, in the ileum, a decrease in gastrotropin was found, which may be associated with diarrhea, a common symptom found in cases of F toxicity. In addition, changes in different myosin isoforms were observed, which might have contributed to the structural alterations found in the histological analysis previously performed. In conclusion, acute exposure to F mostly downregulates several proteins, with emphasis on partners involved in protein synthesis, cytoskeleton and energy metabolism, which might help explain the gastrointestinal symptons found in cases of acute exposure to this ion. Distinctly from which was observed for the acute treatment, under chronic treatment with both F concentrations an increase in the expression of proteins was observed, which might indicate an adaptation of the body, in attempt to fight the deleterious effects of this ion.O trato gastrointestinal (TGI) é considerado a principal via de exposição ao fluoreto (F), que é rapidamente absorvido por ele. A exposição a esse íon pode gerar alterações consideráveis na morfologia do intestino, o que pode afetar suas funções, levando a sintomas gastrointestinais que representam os primeiros sinais de toxicidade do F. Em estudos anteriores realizados pelo nosso grupo de pesquisa, observou-se que a exposição ao F interfere significativamente na expressão de várias proteínas no duodeno. Devido às distintas características anatômicas, histológicas e fisiológicas encontradas entre os diferentes segmentos do intestino delgado, o presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da exposição aguda ou crônica a F no perfil proteômico do jejuno e íleo de ratos. Ratos Wistar machos de 60 dias de idade foram tratados por 30 dias com doses crônicas de 0 mgF/L, 10 mgF/L ou 50 mgF/L. A dose aguda de F (25 mg/kg de peso corporal) ou água deionizada (controle), foram administradas uma única vez, por gavagem gástrica. Após os períodos experimentais, o jejuno e o íleo foram coletados. A análise proteômica de ambos os segmentos foi realizada com o sistema nanoACQUITY UPLC-Xevo QTof MS (Waters, Manchester, Reino Unido), a fim de melhor compreender os mecanismos envolvidos na toxicidade aguda ou crônica da F, o que levou às alterações morfológicas observadas em nossos estudos anteriores. A diferença de expressão entre os grupos foi obtida no software PLGS, considerando p 0.95 para as proteínas sub e supraregulada, respectivamente. Sob exposição aguda a F, a maioria das proteínas com expressão alterada foi aumentada no grupo 25 mg/Kg F vs. Controle. Nossos resultados, quando analisados em conjunto (jejuno e íleo), sugerem que os sintomas gastrointestinais encontrados nesses casos podem estar relacionados à inibição da síntese de proteínas pela exposição a uma alta dose de F, como alterações nas proteínas que regulam o citoesqueleto e o metabolismo energético, principalmente no metabolismo de carboidratos. Sob exposição crônica a F, a maioria das proteínas com expressão alterada foi aumentada no grupo 10 mgF/L vs. controle e na comparação 50 mgF/L vs. controle. No jejuno, houve alterações na abundância de várias proteínas correlacionadas com a síntese de proteínas, homeostase da glicose, metabolismo energético e funções neurais. Além disso, no íleo, foi encontrada uma diminuição da gastrotropina, que pode estar associada à diarreia, sintoma comum encontrado nos casos de toxicidade por F. Em adição, foram observadas alterações nas diferentes isoformas da miosina, o que pode ter contribuído para as alterações estruturais encontradas na análise histológica realizada anteriormente. Em conclusão, a exposição aguda ao F na maioria das vezes regula negativamente várias proteínas, com ênfase nos parceiros envolvidos na síntese de proteínas, no citoesqueleto e no metabolismo energético, o que pode ajudar a explicar os sintomas gastrointestinais encontrados nos casos de exposição aguda a esse íon. Distintamente do que foi observado no tratamento agudo, no tratamento crônico com ambas as concentrações de F foi observado um aumento na expressão de proteínas, o que pode indicar uma adaptação do corpo, na tentativa de combater os efeitos deletérios desse íon