Why the study the Microbiome is important?
Procariotes y Eucariotes
ANIMALES:
Gran número de genes (20.000-30.000) en núcleo
protegido: transmisión vertical.
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MICROBIOTA AND ENERGY UPTAKE
Backhed et al, PNAS 2004
Gut Microbiota and Bowel Motor Function
Abrams and Bishop, J
Bacteriol 1966
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Microbiota is Essential for Social Development
Desbonnet et al, Mol Psychatry 2013
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• Metabolic functions: fermentation of
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Guarner & Malagelada, Lancet 2003
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Up to 8-10 grams of lysine and threonine derive daily from gut mic...
Bacterial Diversity is Higher in Non-Western Populations
Yatsunenko et al, Nature 2012
Gut Microbiota in Non-Western Populations
Yatsunenko et al, Nature 2012
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Yatsunenko et al, Nature 2012
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Le Chatellier et al, Nature 2013
A.Vrieze, Gastroenterology 2012
FMT increases Insulin Sensitivity in Individuals with
Metabolic Syndrome
Cotillard et al, Nature 2013
Energy-restricted 1200 kcal/day diet
including 5-7 g of inulin per day
• La simbiosis entre las comunidades microbianas y el
organismo hospedador es crítica para el desarrollo corporal
normal y...
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  1. 1. Why the study the Microbiome is important?
  2. 2. Procariotes y Eucariotes ANIMALES: Gran número de genes (20.000-30.000) en núcleo protegido: transmisión vertical. Pero carecen de genes para sintetizar compuestos esenciales (amino-ácidos, vitaminas) y para extraer energía de sustratos complejos. BACTERIAS: Sin núcleo, pocos genes (500 a 4.000), un cromosoma y elementos móviles: transmisión horizontal de genes. Forman comunidades multispecies. La comunidad obtiene energía metabólica de múltiples substratos, sintetiza compuestos esenciales, y se adapta a cambios ambientales. Las comunidades microbianas del intestino contribuyen a la extracción de energía de sustratos indigeribles, y a la síntesis de vitaminas y amino-ácidos (Moran, Curr Biol 2006)
  3. 3. MICROBIOTA AND ENERGY UPTAKE Backhed et al, PNAS 2004
  4. 4. Gut Microbiota and Bowel Motor Function Abrams and Bishop, J Bacteriol 1966 CV mouse GF mouse
  5. 5. Microbiota is Essential for Social Development Desbonnet et al, Mol Psychatry 2013
  6. 6. PRIMARY FUNCTIONS OF THE GUT MICROBIOTA • Metabolic functions: fermentation of nondigestible dietary residue and endogenous mucus: salvage of energy as SCFA, production of vitamin K, absorption of ions. • Defensive functions: protection against pathogens (the barrier effect). • Trophic functions: control of epithelial cell proliferation and differentiation; development and homeostasis of the immune system. Guarner & Malagelada, Lancet 2003
  7. 7. Guarner & Malagelada, Lancet 2003
  8. 8. Contribution of Microbial Amino Acids to the Human Host Up to 8-10 grams of lysine and threonine derive daily from gut microbial sources in adult humans with an adequate protein intake Metges, J Nutr 2000
  9. 9. Bacterial Diversity is Higher in Non-Western Populations Yatsunenko et al, Nature 2012
  10. 10. Gut Microbiota in Non-Western Populations Yatsunenko et al, Nature 2012
  11. 11. Gut Microbiota in Non-Western Populations Yatsunenko et al, Nature 2012
  12. 12. 0 50 100 150 Young Elderly Centenarians Species Diversity in the Human Gut Microbiota Simpson’s reciprocal index Biagi et al, PLoS ONE 2010 p< 0.002
  13. 13. 0 10 20 30 40 50 60 70 0 200 400 600 800 1,000 1,200 Gene number x 1,000 (all reads) All Obese Non - obese Le Chatellier et al, Nature 2013
  14. 14. LGC HGC p N (men/women) 68 (23/45) 224 (113/111) Age (yrs) 56 ± 7.5 57 ± 7.3 0.86 BMI (kg/m2) 32 (29 - 34) 30 (23 - 33) 0.035 Weight (kg) 95 (75 - 100) 86 (71 - 100) 0.019 Fat % 37 (29 - 42) 31 (25 - 39) 0.0069 S-Insulin (pmol/l) 50 (35 - 91) 44 (26 - 66) 0.0095 HOMA-IR 1.9 (1.2 - 3.3) 1.6 (0.9 - 2.6) 0.012 P-Triglycerides ( mmol/l) 1.32(0.97 – 1.76) 1.15 (0.82 – 1.57) 0.0014 P-Free fatty acids (mmol/l) 0.55 (0.39 - 0.70) 0.48 (0.35 - 0.60) 0.014 S-Leptin (µg/l) 17.0 (6.7 – 32.6) 8.3 (3.4 – 26.4) 0.0036 S-Adiponectin (mg/l) 7.5 (5.5 – 12.9) 9.6 (6.7 – 13.7) 0.006 B-leucocytes (109/l) 6.4 (5.2 - 7.8) 5.6 (4.8 - 6.9) 0.0021 P-CRP (mg/l) 2.3 (1.1 - 5.7) 1.4 (0.6 - 2.7) 0.00088 S-FIAF (µg/l) 88 (72 - 120) 78 (60 - 100) 0.0047 Le Chatellier et al, Nature 2013
  15. 15. Le Chatellier et al, Nature 2013
  16. 16. A.Vrieze, Gastroenterology 2012 FMT increases Insulin Sensitivity in Individuals with Metabolic Syndrome
  17. 17. Cotillard et al, Nature 2013 Energy-restricted 1200 kcal/day diet including 5-7 g of inulin per day
  18. 18. • La simbiosis entre las comunidades microbianas y el organismo hospedador es crítica para el desarrollo corporal normal y para la instrucción del sistema inmune, aunque algunos micro-organismos puedes ser causa de enfermedad. • Aún desconocemos cuál es la composición normal o “sana” de la microbiota intestinal humana, pero podemos proponer algunas características idóneas: o Competencia Funcional (metabolismo y trofismo) o Biodiversidad (mutualistas, comensales y exclusión de patógenos) o Ecología estable (resistencia a ‘stress’ y recuperación)
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