Congreso Nacional del Laboratorio Clínico Microbiota y Diabetes. Francisco J Tinahones

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José Francisco Mendoza Salazar
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1 Microbiota y Diabetes. Francisco J Tinahones 1

2 Contenido Microbiota hot topic Microbiota y enfermedades metabolicas Mecanismos microbiota-diabetes Como se puede cambiar la microbiota? 2

3 Microbiota hot topic 3

Publicaciones en las que aparece como tópico microbiota Publicaciones 10000

4 Publicaciones en las que aparece como tópico microbiota Publicaciones Publicaciones Web of Science 4

350 300 250 200 Publicaciones en las que aparece como tópicos

5 Publicaciones en las que aparece como tópicos microbiota-diabetes Publicaciones Publicaciones 50 0 Web of Science 5

6 MICROBIOTA Tienen un peso de 1.5 Kg. 10 veces más células que las células del ser humano 100 billones de bacterias 1000 especies 150 veces mas genes que el genoma humano. 6

7 FUNCIONES DE LA MICROBIOTA FUNCIÓN INMUNE Destrucción toxinas /carcinógenos Colonización por bacterias patógenas Desarrollo del SI Modulación del estado inflamatorio FUNCIÓN DIGESTIVA Motilidad digestiva Síntesis micronutrientes Absorción electrolitos/ minerales Fermentación sustancias indigeribles Gill, SR et al. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science. 2006; 312 (5778):

8 PAPEL HOLISTICO DE LA MICROBIOTA 8

9 Esta cambiando la microbiota en el ser humano en las últimas décadas 9

10 CAMBIOS EN ECOLOGIA HUMANA AFECTAN A LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA 10

CAMBIOS EN ECOLOGIA HUMANA AFECTAN A LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA CHANGE CONSEQUENCES Water sanitation Cesarean surgery increase Increase of the antibiotic use in preterm Lactation reduction Small

11 CAMBIOS EN ECOLOGIA HUMANA AFECTAN A LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA CHANGE CONSEQUENCES Water sanitation Cesarean surgery increase Increase of the antibiotic use in preterm Lactation reduction Small families Antibiotic use increase Antibacterial soaps and toiletries increase Mercury-amalgam dental filling increase Fecal transmission decrease Vaginal transmission decrease Vaginal transmission decrease Cutaneous transmission decrease Early contamination decrease Microbiota changes Microbiota changes Microbiota changes 11

12 B. FASO CHILDREN EUROPEAN CHILDREN 12

13 13

14 METODOS DE DETERMINACION DE LA MICROBIOTA 14

15 Microbiota y enfermedades metabolicas 15

16 MICROBIOTA OBESIDAD 16

17 +/+ ob/ob ob/+ +/+ Libres de gérmenes ob/ob Turnbaugh, PJ et al. Nature. 2006; 444 (7122):

18 delgado obeso Ln Ob 18

19 Ln ch Ob ch Ob ch : Menor aumento de la adiposidad que el Ob (similar a Ln o Ln ch ) Conclusión: Las interacciones modificables y transmisibles entre la dieta y la microbiota influyen en la biología del hospedador. 19

20 DIABETES MICROBIOTA 20

21 Microbiota intestinal en diabetes tipo 2. Cohorte China Junjie Qin et al. Nature 2012;490:

22 Microbiota intestinal en diabetes tipo 2. Cohorte EU Nature Jun 6;498(7452):

Hallazgos mayores en el análisis del metagenoma en

butirato como Roseburia intestinalis and

Streptococcus mutans y ciertos Clostridiales mas

Incremento de expresión de genes de la microbiota

23 Hallazgos mayores en el análisis del metagenoma en diabetes tipo 2 Descenso de bacterias productoras de butirato como Roseburia intestinalis and Faecalibacterium prausnitzii Lactobacillus gasseri and Streptococcus mutans y ciertos Clostridiales mas elevados en T2D Proteobacteria más alta en T2D Incremento de expresión de genes de la microbiota envueltos en estrés oxidativo e inflamación Tilg H et al. Gut Sep;63(9):

24 FENOTIPOS NO CONCORDANTES 24

25 OBESOS MORBIDOS. INFLAMACION DE TEJIDO ADIPOSO OBESO MORBIDO NO INSUL. RESIS. OBESO MORBIDO INSULIN. RESIS. Macrófagos Macrófagos Barbarroja N et al.biochem J Aug 15;430(1):

La microbiota está relacionada con la Relative mrna expression Relative mrna expression mg/dl Relative mrna expression Relative mrna expression mg/dl insulino-resistencia 150 100 Glucose * 40 30 20

26 La microbiota está relacionada con la Relative mrna expression Relative mrna expression mg/dl Relative mrna expression Relative mrna expression mg/dl insulino-resistencia Glucose * Insulin * NIR-MO IR-MO 0 NIR-MO IR-MO - Butyricimonas IL-6 - Bifidobacterium IL-1ß * * NIR-MO IR-MO 0.0 NIR-MO IR-MO TNF-a CD11b + Prevotella + Firmicutes NIR-MO * IR-MO NIR-MO * IR-MO Moreno-Indias et al Am J Transl Res + Succinovibrio + Veillonella

27 Mecanismos microbiota diabetes 27

28 Microbiota/Diabetes PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal Incretinas ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES 28

29 Microbiota/Diabetes PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal Incretinas ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES 29

30 PERMEABILIDAD Fibra (Carbohidratos complejos) Glicosil hidrolasa 30

31 INCRETINAS Fibra (Carbohidratos complejos) Glicosil hidrolasa SCFA Gpr41 Gpr43 PYY GLP1 GLP2 31

32 Microbiota/Diabetes PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal Incretinas ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES 32

33 ENDOTOXEMIA 33

34 ENDOTOXEMIA Roseburia Bifidobacterias GRAM negativas LPS 34

35 Los que abren y los que cierran ABREN CIERRAN Cani P. Nature Reviews Endocrinolgy

36 Microbiota/Diabetes PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal Incretinas ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES 36

37 ACIDOS BILIARES Front Microbiol Oct 27;6:

38 Microbiota/Diabetes MECANISMOS DE ACCION DE TRATAMIENTOS 38

39 MECANISMOS DE ACCION DE TRATAMIENTOS 39

40 ALGUNOS DE LOS EFECTOS METABOLICOS DE LA METFORMINA PODRÍAN SER EXPLICADOS POR LO CAMBIOS EN LA MICROBIOTA QUE PROVOCA IGUAL QUE SUS EFECTOS SECUNDARIOS GASTROINTESTINALES 40

41 Como se puede cambiar la microbiota? 41

STUDY DESIGN WINE MICROBIOTA 10 volunteers with cardiovascular risk factors Crossover, randomized, controlled W a s h o u t 1st Intervention 20 days 272 ml RED WINE

WINE 2nd Intervention 20 days 272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE (Polyphenol Control) 2nd Intervention 20 days 100 ml GIN (Alcohol Control) 3rd Intervention 20 days 272

42 STUDY DESIGN WINE MICROBIOTA 10 volunteers with cardiovascular risk factors Crossover, randomized, controlled W a s h o u t 1st Intervention 20 days 272 ml RED WINE 1st Intervention 20 days 272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE (Polyphenol Control) 1st Intervention 20 days 100 ml GIN (Alcohol Control) 2nd Intervention 20 days 272 ml RED WINE 2nd Intervention 20 days 272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE (Polyphenol Control) 2nd Intervention 20 days 100 ml GIN (Alcohol Control) 3rd Intervention 20 days 272 ml RED WINE 3rd Intervention 20 days 272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE (Polyphenol Control) 3rd Intervention 20 days 100 ml GIN (Alcohol Control) HECES HECES HECES HECES 42

EFFECTS OF MODERATE WINE CONSUMPTION IN SUBJECTS WITH CARDIOVASCULAR RISK ON THE MICROBIAL COMPOSITION IN FECES RESULTS Firmicutes (phylum) Bacteroidetes (phylum) Fusobacteria (phylum)

43 EFFECTS OF MODERATE WINE CONSUMPTION IN SUBJECTS WITH CARDIOVASCULAR RISK ON THE MICROBIAL COMPOSITION IN FECES RESULTS Firmicutes (phylum) Bacteroidetes (phylum) Fusobacteria (phylum) Enterococcus spp Bacteroides spp Prevotella spp Clostridium spp Bifidobacterium spp Lactobacillus spp Boto M et al Food Funct Aug;5(8): Queipo-Ortuño MI. Am J Clin Nutr 2012

44 Vino y LPS Clemente M et al. Am J Clin Nutr

45 Estudio MICROBIOTA Estudio sobre los efectos de la dieta cetogénica baja en grasas en la microflora intestinal y su restitución mediante el uso de probióticos en pacientes obesos en tratamiento de pérdida de peso con Método PnK 45

46 Probioticos Probiotico 1: Bifidobacterium Lactis (Firmicutes), Lactobacillus rhamnosus (Firmicutes), Bifidobacterium Longum ES1 (Actinobacterias) y fibra prebiótica. Probiotico 2: Bifidobacterium animalis Subsp Lactis (Firmicutes) y Fibra prebiótica (maltodextrina) 46

Efecto sobre el peso 95 90 85 80 75 70 Placebo

47 Efecto sobre el peso Placebo Probiotico 1+2 Probiotiico Basal 2 meses 4 meses

48 La dieta cetogénica cambia la microbiota intestinal DIETA PROBIOTICO Rojo: tiempo 0; Azul: tiempo 1

49 Baseline End of the treatment Baseline End of the treatment Baseline End of the treatment

50 PODEMOS CAMBIAR MICROBIOTA CON ANTIBIOTICOS? 50

51 H Pylori microbiota que domina en el nicho gástrico H. Pylori 51

uds uds 5000 Las terapias antibióticas modulan la microbiota intestinal Chao1 4000 3000 2000 * 1000 0

52 uds uds 5000 Las terapias antibióticas modulan la microbiota intestinal Chao * Control Pre-tto Post-tto 8 6 Shannon * Control Pre-tto Post-tto Martín-Núñez et al Submitted

53 Plasma glucose (mmol/l) La modulación de la microbiota intestinal por las terapias antibióticas, pueden tener efectos beneficiosos 9 Pre-H.pylori eradication 7 Post-H.pylori eradication Time (min) Roca MM et al. Diabetes Metabolism 2016 Martín-Núñez et al Submitted

54 Ghrelina (pg/ml) GLP-1 (ng/ml) EFECTO ATB ESTATUS GLUCÉMICO AUC GHRELINA tras SOG AUC GLP-1 tras SOG 30 AUC Ghrelina 6,0 AUC GLP , ,0 4,5 4,0 3,5 Pretratamient o Pretratamient o 5 3, Tiempo (min) 2, Tiempo (min)

55 55

56 GASTROENTEROLOGY 2012;143:

57 GASTROENTEROLOGY 2012;143:

58 Nutrition & Food Science Department. Nutritional and Food Metabolomic Group Cristina Andrés Lacueva Universidad de Córdoba Manuel Tena Francisco Pérez Jiménez Hospital of Girona 'Dr Josep Trueta José Manuel Fernández-Real 58

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