Microbiota as indicator of intestinal health and modulation strategies

Abstract

ENG- Intestinal microbiota, a diverse community of microorganisms residing in the gastrointestinal tract, plays a crucial role in digestion, nutrient absorption, and immune system regulation, thus influencing overall gut health. Conversely, dysbiosis, an imbalance in the microbiota, is associated with various health conditions including gastrointestinal disorders and systemic diseases. This thesis examines the intricate relationship between intestinal microbiota, dysbiosis, and health outcomes, also analysing the potential of a grape-derived prebiotic to modulate microbial composition. The research employed a comprehensive approach, utilizing clinical tests, in vitro experiments, and microbiota analysis to elucidate these relationships. The initial study involved analysing stool samples to assess the robustness of an intestinal microbiota analysis test, correlating microbial markers with digestive symptoms and conditions. Dysbiosis was categorized for the first time using specific markers, distinguishing between transient and pathological dysbiosis. Furthermore, it was evaluated the efficacy of a new grape-derived prebiotic in increasing species producing short-chain fatty acids, crucial for gut health. The prebiotic showed significant efficacy, particularly in increasing the abundance of beneficial species such as Roseburia sp. and F. prausnitzii and enhancing short-chain fatty acid production. In addition, a study was conducted with patients with chronic pancreatitis and exocrine pancreatic insufficiency, revealing alterations in microbial composition compared to control subjects. Notably, patients exhibited an increase in microbial species with enzymatic activity, suggesting a compensatory mechanism in response to enzyme deficiency. In conclusion, the findings validate the clinical utility of an intestinal microbiota analysis test, demonstrate the efficacy of the grape-derived prebiotic in modulating microbial composition, and highlight tailored dysbiosis in individuals with abnormal pancreatic conditions. These results underscore the importance of understanding and manipulating gut microbiota for optimizing health and preventing or alleviating various gastrointestinal and systemic conditions associated with dysbiosis

CAT- La microbiota intestinal, una comunitat diversa de microorganismes que resideixen al tracte gastrointestinal, té un paper crucial en la digestió, l'absorció de nutrients i la regulació del sistema immunitari, influint així en la salut intestinal general. Per contra, la disbiosi, un desequilibri en la microbiota, s'associa a diverses condicions de salut, com ara trastorns gastrointestinals i malalties sistèmiques. Aquesta tesi examina la complexa relació entre la microbiota intestinal, la disbiosi i els resultats de salut, analitzant també el potencial d'un prebiòtic derivat del raïm per modular la composició microbiana. La investigació va utilitzar un enfocament integral, utilitzant proves clíniques, experiments in vitro i anàlisi de microbiota per dilucidar aquestes relacions. L'estudi inicial va implicar l'anàlisi de mostres de femta per avaluar la robustesa d'una prova d'anàlisi de microbiota intestinal, correlacionant marcadors microbians amb símptomes i condicions digestives. La disbiosi es va categoritzar per primera vegada mitjançant marcadors específics, distingint entre disbiosi transitòria i patològica. A més, es va avaluar l'eficàcia d’un nou prebiòtic derivat del raïm en l'augment d'espècies que produeixen àcids grassos de cadena curta, crucials per a la salut intestinal. El prebiòtic va mostrar una gran eficàcia, especialment per augmentar l'abundància d'espècies beneficioses com Roseburia sp. i F. prausnitzii i l’increment de la producció d'àcids grassos de cadena curta. Per últim, es va realitzar un estudi amb pacients amb pancreatitis crònica i insuficiència pancreàtica exocrina, el qual va revelar alteracions en la composició microbiana en comparació amb els subjectes control. En concret, els pacients van mostrar un augment d'espècies microbianes amb activitat enzimàtica, cosa que suggereix un mecanisme compensatori en resposta a la deficiència enzimàtica característica d’aquesta malaltia. En conclusió, les troballes validen la utilitat clínica de la prova d'anàlisi de la microbiota intestinal examinada, demostren l'eficàcia del prebiòtic derivat del raïm per modular la composició microbiana i destaquen la disbiosi personalitzada en individus amb condicions pancreàtiques anormals. Aquests resultats subratllen la importància d'entendre i manipular la microbiota intestinal per optimitzar la salut i prevenir o alleujar diverses condicions gastrointestinals i sistèmiques associades a la disbiosi