Un modelo de cultivo por lotes In Vitro para estimar los efectos de los regímenes intervencionistas en la microbiota fecal humana

Shokouh Ahmadi; Shaohua Wang; Ravinder Nagpal; Rabina Mainali; Sabihe Soleimanian-Zad; Dalane Kitzman; Hariom Yadav

doi:10.3791/59524

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Artículo de método

Un modelo de cultivo por lotes In Vitro para estimar los efectos de los regímenes intervencionistas en la microbiota fecal humana

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DOI:

10.3791/59524

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31 de julio de 2019

Shokouh Ahmadi^*¹^,²^,³ , Shaohua Wang^*¹^,² , Ravinder Nagpal^*¹^,² , Rabina Mainali¹^,² , Sabihe Soleimanian-Zad³^,⁴ , Dalane Kitzman⁵ , Hariom Yadav¹^,²

¹Department of Internal Medicine- Molecular Medicine, Wake Forest School of Medicine, ²Department of Microbiology and Immunology, Wake Forest School of Medicine, ³Department of Food Science and Technology, Isfahan University of Technology, ⁴Research Institute for Biotechnology and Bioengineering, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, ⁵Department of Geriatrics and Gerontology, Wake Forest School of Medicine

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe un sistema in vitro de fermentación de cultivo por lotes de microbiota fecal humana, utilizando inulina (un prebiótico bien conocido y uno de los moduladores de microbiota más ampliamente estudiados) para demostrar el uso de este sistema en la estimación de efectos específicos de sobre la composición de la microbiota fecal y las actividades metabólicas.

Resumen

El papel emergente del microbioma intestinal en varias enfermedades humanas exige un avance de nuevas herramientas, técnicas y tecnologías. Estas mejoras son necesarias para descifrar la utilización de moduladores de microbioma para beneficios para la salud humana. Sin embargo, el cribado a gran escala y la optimización de moduladores para validar la modulación del microbioma y predecir los beneficios relacionados con la salud pueden ser prácticamente difíciles debido a la necesidad de un gran número de animales y/o sujetos humanos. Con este fin, los modelos in vitro o ex vivo pueden facilitar el cribado preliminar de moduladores de microbioma. Aquí, se optimiza y se demuestra un sistema de cultivo de microbiota fecal ex vivo que se puede utilizar para examinar los efectos de diversas intervenciones de moduladores de microbioma intestinal incluyendo probióticos, prebióticos y otros ingredientes alimentarios, aparte de nutracéuticos y fármacos, sobre la diversidad y composición de la microbiota intestinal humana. La inulina, uno de los compuestos prebióticos y moduladores de microbioma más ampliamente estudiados, se utiliza como ejemplo aquí para examinar su efecto sobre la composición saludable de la microbiota fecal y sus actividades metabólicas, como el pH fecal y los niveles fecales de ácidos orgánicos incluyendo lactato y ácidos grasos de cadena corta (SCFA). El protocolo puede ser útil para estudios destinados a estimar los efectos de diferentes intervenciones de moduladores en los perfiles de microbiota fecal y a predecir sus impactos en la salud.

Introducción

La microbiota humana es una comunidad compleja que consiste en bacterias, arqueas, virus y microbios eucariotas^1,que habitan el cuerpo humano interna y externamente. Las pruebas recientes han establecido el papel fundamental de la microbiota intestinal y el microbioma intestinal (toda la colección de microbios y sus genes que se encuentran en el tracto gastrointestinal humano) en diversas enfermedades humanas, incluyendo obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares, y el cáncer¹^,²^,³. Además, los microorganismos que viven en nuestro intestino produ....