Immunomodulatory potential of algae-derived bioactive compounds in experimental inflammation

Abstract

Inflammatory bowel disease (IBD) is driven by three core pathological pillars: immune dysregulation, epithelial barrier impairment, and gut microbiota dysbiosis. Increasing the host resilience by targeting any of these mechanisms could improve disease management and clinical outcomes. Therefore, this thesis investigates the immunomodulatory effects of microalgae C. sorokiniana (CS) in experimental murine models of inflammation, analyses its effect on each of the pathological pillars and compares CS samples with distinct bioactive compound profiles resulting from different cultivation methods. First, we used the DSS-induced and TNBS-induced colitis models to screen therapeutic potential of both autotrophically (ACH) and heterotrophically (HCH) grown CS and to analyse its effect on innate and adaptive immunity. We also designed an experimental setup to evaluate the preventive vs therapeutic effects of CS in vivo. Next, we tested the biomass in the imiquimod-induced skin inflammation to separate the treatment location from the inflammation. Lastly, we used in vitro models, to test the direct effects on macrophage polarization and on epithelial integrity and a screening process to search for bioactive compounds obtained by using solvents with different polarity. While we were not able to influence the...

Idiopatické střevní záněty (IBD) jsou podmíněny třemi základními patologickými pilíři: dysregulací imunitní odpovědi, narušenou integritou bariérové funkce střeva a dysbiózou střevní mikrobioty. Zvýšení odolnosti pacienta prostřednictvím cíleného působení na kterýkoli z těchto mechanismů by mohlo podpořit léčbu a zlepšit průběh onemocnění. Tato práce proto zkoumá imunomodulační účinky mikrořasy C. sorokiniana (CS) v experimentálních myších modelech zánětu, analyzuje její vliv na každý z uvedených patologických pilířů a porovnává vzorky CS s rozdílným obsahem bioaktivních látek, které jsou výsledkem odlišných metod kultivace. Nejprve jsme pomocí modelů DSS a TNBS-indukované kolitidy prověřili terapeutický potenciál CS pěstované jak autotrofně (ACH), tak heterotrofně (HCH), a analyzovali jsme její vliv na vrozenou a adaptivní imunitu. Navrhli jsme také experimentální design ke srovnání preventivních a terapeutických účinků CS in vivo. Dále jsme testovali CS v rámci imiquimodem indukovaného kožního zánětu, což nám umožnilo oddělit místo aplikace CS od místa zánětu. Nakonec jsme využili in vitro modely, k testování přímých účinků CS na polarizaci makrofágů a na integritu epitelu a screening za účelem vyhledání jednotlivých bioaktivních látek získaných extrakcí různými rozpouštědly. Ačkoli se nám v...