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Rapamycin and parenteral administration attenuate the harmful effects of glucocorticoids on the intestinal barrier function - 07/01/26

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118721 
Diego Ceacero-Heras a, b, Guillermo Ruiz-Henares c, Juan José Enguix-Huete c, Mireia Tena-Garitaonaindia a, Ángela Jiménez-Ortas a, b, Alba Seguí-Pérez c, Olga Martínez-Augustin a, b, d, e, ⁎ , Fermín Sánchez de Medina b, c, d
a Department of Biochemistry and Molecular Biology (II), Faculty of Pharmacy, University of Granada, Granada, Spain 
b Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain 
c Department of Pharmacology, Faculty of Farmacy, University of Granada, Granada, Spain 
d Instituto de Investigación Biosanitaria (IBS), Granada, Spain 
e Institute of Nutrition and Food Technology “José Mataix,”, Center of Biomedical Research, University of Granada, Granada, Spain 

⁎ Corresponding author at:Department of Biochemistry and Molecular Biology (II), Faculty of Sciences, University of Granada, Granada, Spain. Department of Biochemistry and Molecular Biology (II), Faculty of Sciences, University of Granada Granada Spain

Abstract

Glucocorticoids are important anti-inflammatory and immunosuppressant agents. They have weakening actions on intestinal barrier function, including epithelial antiproliferative and mucus antisecretory effects, which may limit their clinical benefit. Thus, reducing such deleterious glucocorticoid actions may enhance their clinical performance, particularly in conditions where the intestinal barrier function is compromised. Here we explore two different strategies to minimize glucocorticoid barrier weakening, namely the use of the parenteral vs. the oral route of administration, and cotreatment with the mTOR inhibitor rapamycin. The dextran sulfate sodium model of colitis in mice was used and prednisolone as prototypic glucocorticoid. Oral and intraperitoneal prednisolone exerted comparable anti-inflammatory effects and early rectal blood loss, body weight loss and bacterial translocation to the liver (oral > intraperitoneal). On the other hand, mice receiving oral prednisolone and rapamycin were partially protected against barrier-related adverse effects, suggesting intestinal barrier reinforcement. RNAseq analysis indicated that rapamycin had a profound impact on glucocorticoid transcriptome modulation, without limiting efficacy. In addition, several candidate genes for barrier enhancement were identified. Importantly, proliferation related genes downregulated by prednisolone ceased to be affected with rapamycin cotreatment, such as Myc , Ccnd1 , Pcna and Ki67 . In IEC4.1 intestinal epithelial cells rapamycin was found to counteract the wound healing depressing effects of prednisolone, associated with downregulation of Ddit4 expression, which may modulate the transcriptomic impact of the glucocorticoid receptor towards a less prominent epithelial antiproliferative action. Glucocorticoid induced weakening of intestinal barrier function is limited by the used of the parenteral pathway and by cotreatment with rapamycin.

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Graphical Abstract




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Highlights

•
Oral administration enhances prednisolone intestinal barrier deleterious effects.
•
Prednisolone antiinflammatory efficacy is independent of route of administration.
•
Rapamycin attenuates the negative impact of prednisolone on the intestinal barrier.
•
Rapamycin modulates genes related to intestinal barrier and epithelial proliferation.

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Keywords : Glucocorticoid, Intestinal barrier function, mTOR, Bacterial translocation, Intestinal steroidogenesis, Rapamycin


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