Abundància i persistència de Faecalibacteriun prausnitzii en la Malaltia de Crohn

Abstract

Faecalibacterium prausnitzii és un del bacteris anaeròbis més abundants entre les espècies comensals del tracte intestinal humà sa. Aquesta espècie és una de les principals productores de butirat a l'intestí (que és la principal font d’energia per als colonòcits), però també s'ha suggerit que pot produir compostos antiinflamatoris i intervenir en la regulació de vàries rutes metabòliques de l’hoste. F. prausnitzii és un bacteri difícil de cultivar, ja que presenta una elevada sensibilitat a l'oxigen i presenta uns requeriments nutricionals molt exigents, el que ha compromès considerablement el nombre d’estudis basats en aïllats d’aquesta espècie. No obstant això, en els darrers anys l’interès en aquest bacteri està creixent ja que s’ha evidenciat que les poblacions de F. prausnitzii són variables en diferents grups d'edat i que es veuen reduïdes en certs trastorns intestinals com ara la malaltia inflamatòria intestinal i el càncer colorectal. L’objectiu d'aquest treball ha estat aprofundir en el rol que desenvolupa F. prausnitzii com un dels principals bacteris comensals del tracte intestinal humà. En primer lloc, s’ha dissenyat, optimitzat i validat un nou mètode molecular per determinar l’abundància d’aquesta espècie en mostres del tracte gastrointesinal, i s’ha demostrat la seva possible aplicació per ajudar al diagnòstic de la malaltia de Crohn. En segon lloc, s’ha dut a terme un estudi de les característiques filogenètiques i fenotípiques dels aïllats de F. Prausnitzii disponibles en l'actualitat a fi de coneixre’n millor la diversitat genètica i fenotípica i dilucidar quins factors són crucials en comprometre la població d’aquest bacteri en un intestí malalt. L’anàlisi de les soques ha revelat que F. prausnitzii inclou Principalment dos filogrups, nutricionalment versàtils i molt sensibles a canvis en les condicions ecològiques que pot patir l’intestí de l’hoste sota certes malalties intestinals. En conclusió, els resultat obtinguts en aquest estudi mostren que F. prausnitzii és una espècie ben establerta al còlon sa, amb una elvada versatilitat metabòlica ja que és capaç d’ interactuar amb carbohidrats de diferent estructura i complexitat. S’ha corroborat que aquest microorganisme seria un bon indicador de salut intestinal ja que la seva abundància es veu significativament reduida en pacients amb malaltia de Crohn. Aquests resultats concorden amb els obtinguts per proves fisiològiques que mostren una elevada sensibilitat de l’espècie a determinades condicions relacionades amb malalties intestinals. Estudis futurs s’orientaran a comprendre millor quins factros derrivats de la interacció amb l’hoste també determinen la persistència d’aquesta espècie en un intestí sa o malalt.Faecalibacterium prausnitzii is one of the most abundant anaerobic commensal bacteria in the healthy human large intestine. F. prausnitzii is one of the major butyrate producers in the gut, but it has also been suggested that it can produce other anti-inflammatory compounds and regulate many host metabolic pathways. F. prausnitzii has been shown to be a fastidious bacterium given its high oxygen sensitivity and nutritional requirements, so little attention has been paid to this species since its firstly isolated. However, there is an increasing interest concerning this species, since it has been recently reported that F. prausnitzii populations are variable in different age groups and also could be reduced in certain intestinal disorders such as Inflammatory Bowel Diseases and colorectal cancer. Therefore, the main aim of this research project is to deepen in this bacterium as one of the main gut human commensal bacterium. Firstly, we developed a new molecular method to monitor this species abundance in Inflammatory Bowel Diseases, further elucidating its applicability to assist the diagnostic of Crohn’s disease. Secondly, an study of the currently available isolates phylogenetical and phenotypical characteristics has been performed in order to better know F. prausnitzii genetic and phenotypic diversity and elucidate which factors are crucially compromising this commensal bacterium population in a diseased gut. Our data demonstrates that F. prausnitzii could mainly be divided in two phylogroups, being both nutritionally versatile and highly sensitive to changes in gut ecological conditions that may occur under certain intestinal disorders. In conclusion, the results derived from this work suggest that F. prausnitzii is a well established species in the colon, highly versatile due to its ability to grow on carbohydrates of different origin and structure. It has been corroborated that this species can be a good indicator of healthy intestinal microbial community given its significantly lower abundance in Crohn’s disease patients. These results are in agreement with the physiological data that revealed little tolerance by this bacterium to changes in the gut environmental conditions that frequently happen under intestinal diseases. Future studies will be addressed to explore which host derived factors may be also compromising F. prausnitzii persistence in a healthy or diseased intestine