Una tubería de metabolomía para el interrogatorio mecanicista del microbioma intestinal

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Metabolomía
• Biología de sistemas

Sus antecedentes:

• Los microorganismos intestinales tienen un impacto significativo en la salud humana, influyendo en las condiciones de respuesta de la inmunoterapia contra el cáncer a las enfermedades metabólicas.
• Comprender las interacciones químicas, particularmente las moléculas pequeñas producidas por los microbios intestinales, es crucial para dilucidar las conexiones huésped-microbio.
• Las herramientas analíticas actuales luchan con el análisis funcional preciso y de alto rendimiento de la bioquímica microbiana intestinal anaeróbica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una tubería de espectrometría de masas integrada para la identificación acelerada de metabolitos dependientes de la microbiota.
• Para crear un recurso metabólico completo de los microorganismos intestinales humanos.
• Explorar la relación entre la filogenia microbiana, el metabolismo y los fenotipos del huésped.

Principales métodos:

• Construcción de una tubería de espectrometría de masas integrada centrada en el microbioma.
• Perfiles metabólicos de 178 cepas de microorganismos intestinales comparados con una biblioteca de 833 metabolitos.
• Aplicación del aprendizaje automático y la genómica comparativa para el descubrimiento de vías metabólicas.
• Detección y seguimiento de metabolitos dependientes de la microbiota en fluidos biológicos de ratones.

Principales resultados:

• Se generaron perfiles metabólicos para 178 cepas microbianas intestinales, lo que establece un valioso recurso metabolómico.
• Desviaciones identificadas entre la filogenia microbiana y las capacidades metabólicas.
• Descubrió un nuevo tipo de metabolismo dentro del género Bacteroides utilizando el aprendizaje automático.
• Se revelaron vías bioquímicas candidatas a través de genómica comparativa y se rastrearon con éxito metabolitos microbianos in vivo.

Conclusiones:

• La tubería metabolómica desarrollada acelera significativamente la identificación de los metabolitos microbianos.
• Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre el metabolismo microbiano, particularmente en Bacteroides, y sus contribuciones químicas al huésped.
• Este recurso y la tubería ofrecen una herramienta poderosa para caracterizar los microorganismos intestinales y sus interacciones con el huésped.