Modelado computacional de la composición bacteriana intestinal en el contexto de la enfermedad de Parkinson
Autores
Forero Rodriguez, Lady Johanna
Director
Pinzón Velasco, Andrés Mauricio
Tipo de contenido
Trabajo de grado - Doctorado
Idioma del documento
EspañolFecha de publicación
2023
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Resumen
La Enfermedad de Parkinson (EP) es una enfermedad neurodegenerativa de carácter progresivo y crónico, principal causa de pérdida de coordinación de los movimientos (alteraciones motoras) y de alteraciones no motoras, entre las que se incluyen los síntomas gastrointestinales. Clínicamente es definida como la pérdida de neuronas dopaminérgicas en el mesencéfalo. Alteraciones características en la composición de la microbiota intestinal han sido reportadas en pacientes con EP vs controles sanos, sin embargo no se ha caracterizado la composición en pacientes vs controles en latinoamérica y su función aún no es clara en el contexto de esta enfermedad. Para abordar dicha problemática se obtuvo materia fecal de participantes Colombianos (n =25 EP casos idiopáticos, n =25 controles) para el análisis de información de 16S rRNA y su posterior modelado computacional. Los participantes con EP fueron evaluados por un neurólogo experto en desórdenes del movimiento y todos los individuos respondieron a cuestionarios de consumo. Las muestras de heces de estos individuos fueron analizadas a través de la secuenciación del gen 16S rRNA. Se hizo análisis de diversidad, composición diferencial y modelamiento computacional individualizado teniendo en cuenta la dieta y composición bacteriana fecal de cada participante. Nuestros resultados más importantes incluyen lo siguiente: tres metabolitos de la dieta fueron diferentes entre pacientes con PD y controles, tales como Ácidos grasos trans, Carbohidratos y Potasio. Seis zOTUs cambiaron significativamente en sus abundancias relativas entre pacientes con EP ycontroles sanos. Familias Verrucomicrobioaceae, Lachnospiraceae, Peptostreptococcaceae, Lactobacilliaceae, y Streptococcaceae. Además, el modelado metabólico personalizado de los microbiomas intestinales reveló patrones metabólicos que pueden asociarse a la enfermedad, particularmente la particularmente la producción de cinco metabolitos (Ácido fenilacético , Indol , L-triptófano, D-Fructosa y Ácido Mirístico), relacionados al metabolismo de aminoácidos aromáticos y la dieta. Por tanto, los resultados sugieren que la dieta y la composición bacteriana intestinal podrían afectar el metabolismo del huésped y así mismo relacionarse con la enfermedad. (Texto tomado de la fuente).
Abstract
Parkinson's Disease (PD) is a progressive and chronic neurodegenerative disease that is the main cause of loss of coordination of movements (motor disorders) and non-motor disorders, including gastrointestinal symptoms. Clinically it is defined as the loss of dopaminergic neurons in the midbrain. Alterations in the composition of the intestinal microbiota have been reported in patients with PD vs healthy controls, however the composition in patients vs. controls in Latin America has not been characterized and its function is still unclear in the context of this disease. To address this problem, fecal matter was obtained from Colombian participants (n = 25 PD idiopathic cases, n = 25 controls) for the analysis of rRNA16S information. Participants with PD were evaluated by a neurologist with expertise in movement disorders, and all individuals answered consumer questionnaires. All this formation was therefore used for further personalized computational analysis. Stool samples from these individuals were analyzed through 16S rRNA gene sequencing. An analysis of diversity, differential composition and individualized computational modeling was carried out, taking into account the diet and fecal bacterial composition of each participant. Our most important results include the following: three dietary metabolites were different between PD patients and controls such as Trans Fatty Acids, Carbohydrates and Potassium. Six zOTUs changed significantly in their relative abundances between PD patients and healthy controls. Families Verrucomicrobioaceae, Lachnospiraceae, Peptostreptococcaceae, Lactobacilliaceae, and Streptococcaceae. Furthermore, individualized metabolic modeling of gut microbiomes revealed metabolic patterns that may be associated with disease, production of five metabolites (Phenylacetic Acid, Indole, L-Tryptophan, D-Fructose, and Myristic Acid), related to the metabolism of aromatic amino acids, and the diet. Therefore, the results suggest that the diet and the intestinal bacterial composition could affect the metabolism of the host and therefore relate to the disease.
Descripción Física/Lógica/Digital
ilustraciones, gráficas, tablas