Microbiota y Diabetes.
Francisco J Tinahones
Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2017
Contenido
• Microbiota hot topic
• Microbiota y enfermedades metabolicas
• Mecanismos microbiota-diabetes
• ¿Como se puede cambiar la microbiota?
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Microbiota hot topic
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Publicaciones en las que aparece como tópico microbiota
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Publicaciones
Publicaciones
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Web of Science
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Publicaciones en las que aparece como tópicos microbiota-diabetes
0 50 100 150 200 250 300 350
Publicaciones
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Web of Science
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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.
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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): 1355-59.
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PAPEL HOLISTICO DE LA MICROBIOTA
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Esta cambiando la microbiota en el ser humano en las últimas
décadas
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CAMBIOS EN ECOLOGIA HUMANA AFECTAN A LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA
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CAMBIOS EN ECOLOGIA HUMANA AFECTAN A LA COMPOSICIÓN DE LA
MICROBIOTA
CHANGE CONSEQUENCES
Water sanitation Fecal transmission decrease Cesarean surgery increase Vaginal transmission decrease Increase of the antibiotic use in preterm Vaginal transmission decrease
Lactation reduction Cutaneous transmission decrease Small families Early contamination decrease Antibiotic use increase Microbiota changes
Antibacterial soaps and toiletries increase Microbiota changes Mercury-amalgam dental filling increase Microbiota changes
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B. FASO CHILDREN EUROPEAN CHILDREN
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METODOS DE DETERMINACION DE LA MICROBIOTA
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Microbiota y enfermedades metabolicas
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MICROBIOTA OBESIDAD
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Turnbaugh, PJ et al. Nature. 2006; 444 (7122): 1027-31.
ob/ob ob/+ +/+ Libres de gérmenes
+/+
ob/ob
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obeso delgado
Ob Ln
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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.
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DIABETES MICROBIOTA
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Junjie Qin et al. Nature 2012;490:55–60
Microbiota intestinal en
diabetes tipo 2. Cohorte China
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Microbiota intestinal en diabetes tipo 2. Cohorte EU
Nature. 2013 Jun 6;498(7452):99-103
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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. 2014 Sep;63(9):1513-21
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FENOTIPOS NO CONCORDANTES
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Macrófagos
Macrófagos
OBESO MORBIDO NO INSUL. RESIS. OBESO MORBIDO INSULIN. RESIS
.
Barbarroja N et al.Biochem J. 2010 Aug 15;430(1):141-9.
OBESOS MORBIDOS. INFLAMACION DE TEJIDO ADIPOSO
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La microbiota está relacionada con la insulino-resistencia
NIR-MO IR-MO
0 50 100 150
Glucose
mg/dL
*
NIR-MO IR-MO
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4
IL-6
Relative mRNA expression
*
NIR-MO IR-MO
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008
TNF-a
Relative mRNA expression
*
NIR-MO IR-MO
0 10 20 30 40
Insulin
mg/dL
*
NIR-MO IR-MO
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4
IL-1ß
Relative mRNA expression
*
NIR-MO IR-MO
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
CD11b
Relative mRNA expression
*
- Butyricimonas - Bifidobacterium
+ Prevotella + Firmicutes
+ Succinovibrio + Veillonella Moreno-Indias et al. 2016. Am J Transl Res
8:5672.
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Mecanismos microbiota diabetes
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Microbiota/Diabetes
PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal
Incretinas
ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES
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Microbiota/Diabetes
PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal
Incretinas
ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES
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PERMEABILIDAD
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Fibra (Carbohidratos complejos)
Glicosil hidrolasa
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INCRETINAS
Fibra (Carbohidratos complejos)
Glicosil hidrolasa
SCFA
Gpr41
Gpr43
PYY GLP1 GLP2
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PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal
Incretinas
ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES
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ENDOTOXEMIA
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ENDOTOXEMIA
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Roseburia
Bifidobacterias GRAM negativas
LPS
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Los que abren y los que cierran
Cani P. Nature Reviews Endocrinolgy. 2016
ABREN CIERRAN
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PRODUCCION DE BUTIRATO Permeabilidad intestinal
Incretinas
ENDOTOXEMIA ACIDOS BILIARES
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ACIDOS BILIARES
Front Microbiol. 2015 Oct 27;6:1151.
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Microbiota/Diabetes
MECANISMOS DE ACCION DE TRATAMIENTOS
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MECANISMOS DE ACCION DE TRATAMIENTOS
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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
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¿ Como se puede cambiar la microbiota?
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W a s h o u t
Crossover, randomized, controlled 10 volunteers with
cardiovascular risk factors
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
STUDY DESIGN
WINE MICROBIOTA
HECES HECES HECES
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EFFECTS OF MODERATE WINE CONSUMPTION IN SUBJECTS WITH CARDIOVASCULAR RISK ON THE MICROBIAL COMPOSITION IN FECES
Bacteroides spp Firmicutes (phylum)
Enterococcus spp
Clostridium spp Prevotella spp
Fusobacteria (phylum)
Lactobacillus spp Bifidobacterium spp Bacteroidetes (phylum)
RESULTS
Boto M et al Food Funct. 2014 Aug;5(8):1932-8.
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Vino y LPS
Clemente M et al. Am J Clin Nutr 2013
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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®
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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)
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Efecto sobre el peso
60 65 70 75 80 85 90 95
Basal 2 meses 4 meses
Placebo
Probiotico 1+2 Probiotiico 2
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La dieta cetogénica cambia la microbiota intestinal
Rojo: tiempo 0; Azul: tiempo 1
DIETA PROBIOTICO
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Baseline End of the treatment Baseline End of the treatment
Baseline End of the treatment
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PODEMOS CAMBIAR MICROBIOTA CON ANTIBIOTICOS ?
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H. Pylori
H Pylori microbiota que domina en el nicho gástrico
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Las terapias antibióticas modulan la microbiota intestinal
Martín-Núñez et al. 2016. Submitted
Control Pre-tto Post-tto 0
1000 2000 3000 4000 5000
Chao1
uds
Control Pre-tto Post-tto 0
2 4 6 8
Shannon
uds
*
*
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La modulación de la microbiota intestinal por las terapias antibióticas, pueden tener efectos
beneficiosos
5 7 9
0 30 60 120
Plas ma glucose (mmol/L)
Time (min)
Pre-H.pylori eradication
Post-H.pylori eradication
Roca MM et al. Diabetes Metabolism 2016
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EFECTO ATB ESTATUS GLUCÉMICO
AUC GLP-1 tras SOG AUC GHRELINA tras SOG
0 5 10 15 20 25 30
0 30 60 120
Ghrelina ( pg /mL )
Tiempo (min)
AUC Ghrelina
Pre- tratamient o
2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
0 30 60 120
GLP -1 (ng/mL )
Tiempo (min) AUC GLP-1
Pre- tratamient o
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GASTROENTEROLOGY 2012;143:913–916
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GASTROENTEROLOGY 2012;143:913–916
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Cristina Andrés Lacueva
Nutrition & Food Science Department.
Nutritional and Food Metabolomic Group
Universidad de Córdoba Manuel Tena
Francisco Pérez Jiménez
Hospital of Girona 'Dr Josep Trueta José Manuel Fernández-Real
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