Loading...
Publication
The gut bacteriome and bacteroides spp. diversity in healthy ageing
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.06 MB | Adobe PDF |
Advisor(s)
Abstract(s)
Ageing is essentially a biological process that leads to the malfunction of cells and organs, dysregulation of body systems, and generally, age-related illnesses that ultimately result in the individual's death. These age-related medical conditions can have several consequences for the organism affecting several systems in the body. One of the elements between disease and body response is the gut microbiota. Several factors can affect the microbiota composition, including age and health status. An important genus in the gut is Bacteroides and its abundance in the elderly have been targeted with different outcomes. Therefore, studying the alterations of the microbiome in the elderly population can constitute a valuable tool to help understand the non-healthy and healthy status of old individuals, and also establish interventions in the gut microbiota to promote health in the elderly people.
In the current study, twelve faecal samples from 7 healthy and 5 non-healthy individuals aged between 60 and 90 years old, including individuals from both genders from the Algarve region were analysed regarding their bacteriome using the Oxford Nanopore system. The isolation of Bacteroides species was performed using the culture medium Bacteroides vulgatus Selective Agar (BVSA). Isolates from representative characteristic and uncharacteristic colonies were identified by sequencing the 16S rRNA gene and the Gram-negative isolates from uncharacteristic colonies were first identified using the RapID ONE system (Thermo Fisher Scientific).
The individual bacteriome profile revealed that the phylum Firmicutes was prevalent in all samples except for one that showed the dominance of the phylum Bacteroidetes. The bacteriome pattern regarding the abundance of the different genera and species evidence a tendency for a unique pattern, but Oscillibacter valericigenes was abundant in the majority of the samples. Differences between gender were noticed, namely, the phylum Proteobacteria was more abundant in males, and several species were unique for each group. The results of the bacteriome profile according to the health status evidence that Bacteroides vulgatus (Phocaeicola vulgatus) was more abundant in the non-healthy group, whereas Prevotella copri was more abundant in the healthy group. It was possible to recover in culture the different Bacteroides species, even those reported at very low numbers in the bacteriome.
Uma microbiota intestinal funcional é atualmente reconhecida como um elemento essencial na prevenção de doenças atribuídas ao processo de envelhecimento. O papel da microbiota intestinal em doenças relacionadas com a idade, tais como diabetes tipo 2, demência e Alzheimer, Parkinson, doenças cardiovasculares, obesidade, depressão, entre outras tem sido nos últimos anos reconhecido pela comunidade científica. É importante realçar que nos últimos anos, um número significativo de estudos evidenciou a forte associação entre a composição do microbiota intestinal e os vários parâmetros utilizados na avaliação do desempenho físico e no estado de fragilidade. Em particular, as alterações na abundância do género Bacteroides no envelhecimento têm sido reportadas em alguns países. O presente estudo preliminar tem como objetivo a avaliação do bacterioma intestinal de indivíduos idosos com um padrão de envelhecimento saudável e não saudável de diferentes locais da região do Algarve, conjuntamente com a quantificação e identificação de espécies cultiváveis de Bacteroides do trato gastrointestinal destes indivíduos. Neste estudo, foram recolhidas 12 amostras fecais incluindo 7 indivíduos saudáveis e 5 não saudáveis com idades compreendidas entre os 60 e os 90 anos, abrangendo indivíduos de ambos os géneros. O perfil bacteriano da microbiota intestinal de cada indivíduo foi analisado com recurso à plataforma de sequenciação de quarta geração Nanopore MinION (MinION Mk1C). Assim sendo, foi realizada a sequenciação do gene 16S rRNA (região V1-V9, com um comprimento ~1.5 kpb) a partir do DNA total de cada amostra fecal. Previamente à preparação da biblioteca a concentração do DNA foi determinada com recurso ao fluorómetro Qubit 2.0. Na preparação da biblioteca foram utilizados o kit 16S barcode (SQK-RAB204) e a célula de fluxo R9.4.1. Os resultados da sequenciação foram analisados com recurso à plataforma EPI2ME da Oxford Nanopore Technologies. A segunda abordagem (cultura-dependente) foi direcionada para a quantificação e identificação de espécies de Bacteroides. Com este objetivo, foi utilizado o meio seletivo Bacteroides vulgatus Selective Agar (BVSA) para inoculação das amostras, todas as colónias características foram contabilizadas e sujeitas a purificação em meio Brain Heart Infusion (BHI) suplementado com hemina (0,01% p/v). Colónias não características foram igualmente isoladas. Posteriormente a identificação dos isolados foi realizada através da sequenciação do gene 16S rRNA. Os resultados da análise do bacterioma intestinal evidenciaram que os filos mais abundantes nos indivíduos idosos mais saudáveis e menos saudáveis são similares diferindo no quarto e quinto filo mais abundante. Os três filos mais abundantes quer nos indivíduos saudáveis, quer nos indivíduos menos saudáveis foram Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, o quarto e quinto filo variaram entre os indivíduos havendo, nomeadamente o filo Fusobacteria, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Cyanobacteria, Actinobacteria e Tenericutes. O perfil dos idosos com envelhecimento menos saudável, a nível do género, foi caraterizado por níveis elevados de Bacteroides, Acidaminococcus e Oscillibacter, este grupo de amostras possui ainda dois géneros que não se observaram no grupo saudável, nomeadamente o género Kineothrix e Klebsiella. Nos idosos com perfil saudável, o género bacteriano mais abundante foi Prevotella, seguido de Oscillibacter. Os géneros Lactobacillus e Streptococcus foram apenas observados no grupo de idosos saudáveis. Nos idosos menos saudáveis as espécies mais abundantes foram Bacteroides vulgatus, Acidominococcus intestini, Oscillibacter valericigenes, Bacteroides faecis e Haemophilus parainfluenzae, enquanto nos mais saudáveis as espécies mais abundantes foram Prevotella copri, O. valericigenes, Dialister invisus, Lactobacillus mucosae e Agathobacter rectale. A recuperação em cultura das espécies de Bacteroides a partir das amostras de idosos saudáveis e menos saudáveis permitiu a identificação de trinta e quatro isolados, destes, dezoito pertencem à ordem Bacteroidales. Com esta técnica, foi ainda observada a recuperação de um número significativo de enterobactérias com menor suscetibilidade à colistina. Os resultados obtidos evidenciam um bacterioma intestinal diferenciado de acordo com o estado de saúde dos idosos, embora com uma tendência de perfil individual único. A análise entre géneros também demonstrou diferenças entre os perfis do bacterioma intestinal feminino e masculino, com valores mais elevados de Bacteroidetes e Proteobacteria nos indivíduos do género masculino em comparação com as amostras provenientes de indivíduos do género feminino que apresentaram no seu bacterioma as espécies H. parainfluenzae and D. invisus. Os resultados do corrente estudo apesar de preliminares evidenciam diferenças na composição do bacterioma entre idosos com um envelhecimento saudável e idosos com um envelhecimento menos saudável, bem como foram observadas diferenças no bacterioma intestinal entre idosos do género masculino e do género feminino, reforçando a ideia de que vários fatores podem ter influência na composição da microbiota intestinal.
Uma microbiota intestinal funcional é atualmente reconhecida como um elemento essencial na prevenção de doenças atribuídas ao processo de envelhecimento. O papel da microbiota intestinal em doenças relacionadas com a idade, tais como diabetes tipo 2, demência e Alzheimer, Parkinson, doenças cardiovasculares, obesidade, depressão, entre outras tem sido nos últimos anos reconhecido pela comunidade científica. É importante realçar que nos últimos anos, um número significativo de estudos evidenciou a forte associação entre a composição do microbiota intestinal e os vários parâmetros utilizados na avaliação do desempenho físico e no estado de fragilidade. Em particular, as alterações na abundância do género Bacteroides no envelhecimento têm sido reportadas em alguns países. O presente estudo preliminar tem como objetivo a avaliação do bacterioma intestinal de indivíduos idosos com um padrão de envelhecimento saudável e não saudável de diferentes locais da região do Algarve, conjuntamente com a quantificação e identificação de espécies cultiváveis de Bacteroides do trato gastrointestinal destes indivíduos. Neste estudo, foram recolhidas 12 amostras fecais incluindo 7 indivíduos saudáveis e 5 não saudáveis com idades compreendidas entre os 60 e os 90 anos, abrangendo indivíduos de ambos os géneros. O perfil bacteriano da microbiota intestinal de cada indivíduo foi analisado com recurso à plataforma de sequenciação de quarta geração Nanopore MinION (MinION Mk1C). Assim sendo, foi realizada a sequenciação do gene 16S rRNA (região V1-V9, com um comprimento ~1.5 kpb) a partir do DNA total de cada amostra fecal. Previamente à preparação da biblioteca a concentração do DNA foi determinada com recurso ao fluorómetro Qubit 2.0. Na preparação da biblioteca foram utilizados o kit 16S barcode (SQK-RAB204) e a célula de fluxo R9.4.1. Os resultados da sequenciação foram analisados com recurso à plataforma EPI2ME da Oxford Nanopore Technologies. A segunda abordagem (cultura-dependente) foi direcionada para a quantificação e identificação de espécies de Bacteroides. Com este objetivo, foi utilizado o meio seletivo Bacteroides vulgatus Selective Agar (BVSA) para inoculação das amostras, todas as colónias características foram contabilizadas e sujeitas a purificação em meio Brain Heart Infusion (BHI) suplementado com hemina (0,01% p/v). Colónias não características foram igualmente isoladas. Posteriormente a identificação dos isolados foi realizada através da sequenciação do gene 16S rRNA. Os resultados da análise do bacterioma intestinal evidenciaram que os filos mais abundantes nos indivíduos idosos mais saudáveis e menos saudáveis são similares diferindo no quarto e quinto filo mais abundante. Os três filos mais abundantes quer nos indivíduos saudáveis, quer nos indivíduos menos saudáveis foram Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, o quarto e quinto filo variaram entre os indivíduos havendo, nomeadamente o filo Fusobacteria, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Cyanobacteria, Actinobacteria e Tenericutes. O perfil dos idosos com envelhecimento menos saudável, a nível do género, foi caraterizado por níveis elevados de Bacteroides, Acidaminococcus e Oscillibacter, este grupo de amostras possui ainda dois géneros que não se observaram no grupo saudável, nomeadamente o género Kineothrix e Klebsiella. Nos idosos com perfil saudável, o género bacteriano mais abundante foi Prevotella, seguido de Oscillibacter. Os géneros Lactobacillus e Streptococcus foram apenas observados no grupo de idosos saudáveis. Nos idosos menos saudáveis as espécies mais abundantes foram Bacteroides vulgatus, Acidominococcus intestini, Oscillibacter valericigenes, Bacteroides faecis e Haemophilus parainfluenzae, enquanto nos mais saudáveis as espécies mais abundantes foram Prevotella copri, O. valericigenes, Dialister invisus, Lactobacillus mucosae e Agathobacter rectale. A recuperação em cultura das espécies de Bacteroides a partir das amostras de idosos saudáveis e menos saudáveis permitiu a identificação de trinta e quatro isolados, destes, dezoito pertencem à ordem Bacteroidales. Com esta técnica, foi ainda observada a recuperação de um número significativo de enterobactérias com menor suscetibilidade à colistina. Os resultados obtidos evidenciam um bacterioma intestinal diferenciado de acordo com o estado de saúde dos idosos, embora com uma tendência de perfil individual único. A análise entre géneros também demonstrou diferenças entre os perfis do bacterioma intestinal feminino e masculino, com valores mais elevados de Bacteroidetes e Proteobacteria nos indivíduos do género masculino em comparação com as amostras provenientes de indivíduos do género feminino que apresentaram no seu bacterioma as espécies H. parainfluenzae and D. invisus. Os resultados do corrente estudo apesar de preliminares evidenciam diferenças na composição do bacterioma entre idosos com um envelhecimento saudável e idosos com um envelhecimento menos saudável, bem como foram observadas diferenças no bacterioma intestinal entre idosos do género masculino e do género feminino, reforçando a ideia de que vários fatores podem ter influência na composição da microbiota intestinal.
Description
Keywords
Envelhecimento saudável Envelhecimento não saudável Microbiota intestinal Bacterioma espécies de bacteroides Microbioma Idosos