IMPATTO DEL MICROBIOTA INTESTINALE UMANO ASSOCIATO ALL'IBD SULL'ESPRESSIONE DI AQP8 E SUL CROSSTALK INTESTINO-RENE IN UN MODELLO ORGANOTIPICO MULTI-ORGANO

Altered intestinal fluid homeostasis is a common feature of Inflammatory Bowel Disease (IBD) and may reflect an impairment of epithelial water transport mechanisms. In this context, the present study aims to evaluate whether the microbiota isolated from fecal samples of IBD patients can modulate the expression of AQP8 in the colonic epithelium and promote the release of soluble mediators that could, once in circulation, influence the renal epithelial barrier. To this end, a mucus-secreting human intestinal epithelial model—consisting of a 90:10 co-culture of Caco-2 and HT29-MTX-E12 cells—was exposed apical-side for 12 hours to fecal microbiota and fecal water derived from healthy subjects and from patients affected by Crohn's disease (CD) or ulcerative colitis (UC). AQP8 expression was analyzed by Western blot, while the basolateral conditioned media were transferred to renal epithelial cell monolayers, where barrier integrity and junctional organization were evaluated using TEER and immunofluorescence. Preliminary results revealed a disease-dependent response. AQP8 expression was modulated following exposure to the microbiota, while conditioned media obtained from intestinal epithelia stimulated with IBD-associated microbiota induced alterations in the barrier properties and junctional organization of the renal epithelium. Overall, these preliminary data suggest that the IBD-associated intestinal microbiota may directly contribute to the modulation of the colonic epithelium and to the generation of signals involved in gut–kidney crosstalk. The developed multi-organ in vitro model thus represents a valuable platform for further investigating the molecular mechanisms underlying this interaction.

L’alterata omeostasi dei fluidi intestinali rappresenta una caratteristica frequente delle malattie infiammatorie croniche intestinali (Inflammatory Bowel Disease, IBD) e può riflettere una compromissione dei meccanismi epiteliali di trasporto dell’acqua. In questo contesto, il presente studio si prepone l’obiettivo di valutare se il microbiota isolato da campioni fecali di pazienti affetti da IBD sia in grado di modulare l’espressione di AQP8 nell’epitelio colico e di promuovere il rilascio di mediatori solubili potenzialmente capaci, una volta immessi in circolo, di influenzare la barriera epiteliale renale. A tale scopo, un modello di epitelio intestinale umano secernente muco, costituito da una co-coltura 90:10 di cellule Caco-2 e HT29-MTX-E12, è stato esposto apicalmente per 12 ore a microbiota fecale e acqua fecale provenienti da soggetti sani e da pazienti affetti da malattia di Crohn (CD) o rettocolite ulcerosa (UC). L’espressione di AQP8 è stata analizzata mediante Western blot, mentre i mezzi condizionati basolaterali sono stati trasferiti su monostrati di cellule epiteliali renali, nei quali l’integrità di barriera e l’organizzazione giunzionale sono state valutate mediante TEER e immunofluorescenza. I risultati preliminari hanno evidenziato una risposta dipendente dalla condizione patologica. L’espressione di AQP8 è risultata modulata in seguito all’esposizione al microbiota, mentre i mezzi condizionati ottenuti da epiteli intestinali stimolati con microbiota associato alle IBD hanno indotto alterazioni delle proprietà di barriera e dell’organizzazione giunzionale dell’epitelio renale. Nel complesso, questi dati preliminari suggeriscono che il microbiota intestinale associato alle IBD potrebbe contribuire direttamente alla modulazione dell’epitelio colico e alla generazione di segnali coinvolti nel crosstalk intestino–rene. Il modello multi-organo in vitro sviluppato rappresenta pertanto una piattaforma utile per approfondire i meccanismi molecolari alla base di questa interazione.