Perturbations in the human gut microbiome with antibiotic therapy and intestinal disorders

Abstract

La microbiota intestinal es un factor determinante de la homeostasis intestinal, siendo por lo tanto un agente imprescindible del estado de salud. Su composición podría estar alterada como consecuencia de factores externos tales como tratamientos con antibióticos o causada por enfermedades intestinales como el síndrome del intestino irritable (SII). Esta tesis doctoral se centró en la comprensión de la alteración de esta ecología microbiana con respecto a una terapia con antibióticos y la presencia de movimientos intestinales modificados en personas que sufren de síndrome de intestino irritable. Nuestros resultados mostraron que la baja diversidad surgida después del tratamiento con antibióticos fue asociada, inesperadamente, con un aumento de la carga bacteriana total. Sin embargo, sujetos afectados con SII, particularmente del subtipo diarreico, tenían menor diversidad bacteriana acompañada de una reducción de las bacterias productoras de butirato y de las productoras de metano comparado con sujetos sanos. En general los hallazgos de este estudio son que una administración incontrolada de antibióticos puede causar cambios severos en la composición de la comunidad bacteriana intestinal, favorecer el sobrecrecimiento de microbios resistentes y esta observación puede explicar que las alteraciones microbianas en etapas iniciales de la vida podrían llegar a desarrollar enfermedades intestinales.

The intestinal microbiota is a key determinant of gut homeostasis, thereby being an imperative agent of health status. Its composition could be altered as a consequence of external factors such as antibiotic treatment or as a possible cause of intestinal disorders such as irritable bowel syndrome (IBS). In this doctoral thesis we focused on understanding to which extent antibiotic treatment could modify the gut microbiome and how an alteration of its composition could be associated with IBS. Our results showed that the lower diversity occurring after antibiotic treatment was unexpectedly associated with an increase of the overall microbial load. Furthermore, subjects suffering from IBS, particularly diarrhoea predominant subtype, had lower bacterial diversity accompanied by a reduced relative abundance of butyrate-producing and methanogenic microbes compared to healthy subjects. Altogether the findings of this study are that uncontrolled intake of antibiotics may cause tremendous changes in the gut microbial community composition, favouring the overgrowth of resistant microbes; and this observation may explain that alterations of the microbial composition earlier in life could lead to intestinal disorders.