Modelamiento a escala genómica de las interacciones metabólicas entre microorganismos comensales y productores de butirato
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Date
2022
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Abstract
La microbiota intestinal esta compuesta por una gran diversidad de microorganismos capaces de degradar fibras complejas, como la inulina y el xilano, y de producir compuestos benéficos para la salud humana. Entre estos compuestos destaca butirato, un ácido graso de cadena corta que estimula la respuesta antiinflamatoria y la protección del epitelio intestinal.
Lachnoclostridium symbiosum es un productor de butirato que se ve beneficiado por la presencia del fermentador primario Phocaeicola dorei. En este trabajo se estudiaron las interacciones metabólicas entre ambas bacterias al crecer en cocultivos con inulina y xilano, mediante un enfoque de genómica comparativa y modelamiento metabólico. Se generaron reconstrucciones específicas y se estudio el metabolismo de carbohidratos y fibras complejas. A través de métricas estadísticas se concluyó que la capacidad predictiva de las reconstrucciones era inferior a la de otros modelos publicados, principalmente por la falta de información sobre el metabolismo de fibras. Simulaciones con el método SteadyCom y análisis de muestreo aleatorio predijeron la existencia de una interacción de lactato y succinato en ambos sutratos. Adicionalmente se encontraron interacciones que involucran aminoácidos y acetato, aunque dichas interacciones requieren validación experimental. Finalmente, las simulaciones predijeron que la producción de butirato ocurre solo en los cocultivos con xilano.
El proceso de construcción de un modelo a escala genómica es iterativo y las reconstrucciones de este trabajo requieren mas refinamiento. Sin embargo, los modelos fueron capaces de encontrar las interacciones metabólicas relevantes en el cocultivo de las dos bacterias. Este estudio entrega claves para guiar el desarrollo de tratamientos terapéuticos basados en la dieta y el microbioma intestinal.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
Keywords
Producción de butirato, Modelamiento a escala genómica, Microbiota intestinal