Dra. Mariela Sciara Laboratorio Cibic...Embarazo y parto prematuro Enfermedad Inflamatoria...
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Microbioma humano Biología Molecular Aplicada al Diagnóstico Médico Círculo Médico de Rosario Dra. Mariela Sciara Laboratorio Cibic
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Microbioma humano
Biología Molecular Aplicada al Diagnóstico MédicoCírculo Médico de Rosario
Dra. Mariela SciaraLaboratorio Cibic
Evolución y Microbioma
Joshua Lederberg, Premio Nobel de Fisiologíaen 1958 asignó el término microbioma paranombrar la “comunidad ecológica demicroorganismos comensales, simbióticos ypatógenos que literalmente comparten nuestroespacio corporal y han sido totalmenteignorados como determinantes de la salud y laenfermedad.”
Microbioma Humano
“segundo genoma”
CELULAS HUMANAS
CELULAS MICROBIANAS
Microbioma Humano
MICROBIOMA HUMANO+1000000 genes
GENOMA HUMANO
23000 genes
Microbioma Humano: distintos sitios, distintas funciones
Microbioma Humano
Obtención de energía del alimento
Producción de vitaminas esenciales
Modulación del sistema inmune
Regulación de niveles de glucosa
Protección contra microorganismos
patógenos
Microbioma intestinal
J Neuroscience 34:15490 (2014)
Eje Intestino - Cerebro
Desarrollo del microbioma
SistemaInmune
EjeIntestin
o-Cerebro
Respuesta al
stress
SistemaMetabol
ico
Maduracion
Rook et al (2017) Lancet 390: 521
DesórdenesPsiquiatricos
DesórdenesMetabolicos
Auto-immunidad
Desarrollo del microbioma
Diverso Balance Disbiosis
Dieta, estilo de vida,
Salud mental, Antibioticos
+ SALUDABLE
Estable
+ PROPENSO A ENFERMEDADES
No
Diverso
No
Balance
No
Estable
Salud y microbioma
IBD
COLON IRRITABLE
ENF DE CROHN
COLITIS ULCER.
MICROBIOMA
OBESIDAD
INTOLERANCIA ALIMENTARIA
CELIAQUIA
ARTRITIS REUMATOIDEA
ENFERMEDAD PERIODONTAL
ESOFAGITIS
GASTRITIS
INFERTILIDAD
AUTISMO
DEPRESION
TRASTORNOS DE ANSIEDAD
CANCER
ALERGIAS
ASMA
PSORIASIS
DIABETES
HIPERTENSION
ENFERMEDAD HEPATICA
Salud y microbioma
Gastroenterology (2010) 139:1816
Microbioma y Enf. Inflamatoria Intestinal
Microbioma y cáncer
Microbioma y cáncer
NIH-Human Microbiome Project
(HMP) 2007-2012
Metagenomics of the Human Intestinal
Tract (MetaHIT) 2008-2012
National Microbiome Initiative 2016-
1977
Sanger:
secuenciación
del ADN
1980
K. Mullis:
desarrollo
de la PCR
1676
Descripción de
primeros
microorganismos
Primer microscopio
Cultivo, tinción y
microscopía para
microorganismos
cultivables
-presente1800s
Relación entre
microorganismos
y enfermedad
1888
R Koch: aislamiento
de microorganismos
en medio sólido
1990s
Next Generation Sequencing
(NGS)20051676 1800s
Relación entre
microorganismos
y enfermedad
1676 1888
R Koch: aislamiento
de microorganismos
en medio sólido
1676 1800s
• Secuenciación de mas de 1300 cepas de referencia aisladas del cuerpo humano.
• Descripción de protocolos de laboratorio y bioinformáticos, estandarizados y controlados.
•Publicaciones de referencia en 2012- Nature (2012) 486
http://hmpdacc.org
Human Microbiome Project2008-2013
Nature Reviews Genetics 13, 260 (2012)
Human Microbiome Project2008-2013
The integrative Human Microbiome Project (iHMP)2014
Pregnancy
& Preterm
Birth
Inflammator
y Bowel
Disease
Prediabet
es (T2D)
• Creación de base de datos integradas de propiedadesbiológicas del microbioma y el hospedador a partir de trescohortes diferentes con condiciones asociadas amodificación del microbioma.
http://hmp2.org/
Embarazo y parto prematuro
Enfermedad Inflamatoria Intestinal
Diabetes Tipo2
The Microbiome Initiative2016
•Apoyar la investigación interdiciplinaria
•Desarrollo de plataformas tecnológicas
•usd$ 121 millones inversión pública- usd$ 400 millones de
inversión privada
www.whitehouse.gov
Front. Cell. Inf. Microbiol. 2:104 (2012)
Composición del microbioma intestinal
Cell 158: 690.e1 (2014)
Composición del microbioma: diferencias geográficas
Boulpon, Burkina Faso Florencia, Italia
• baja en grasas y proteínas animales
• rica en almidón, fibra y polisacáridos
vegetales
• predominantemente vegetariana
• alta en grasas, proteínas animales, azúcar
y almidón
• baja en fibra
PNAS 107: 14691–14696 (2010)
Composición del microbioma: diferencias geográficas
Proyecto Microbioma Humano Argentino (2012-2014)
• Caracterizar el microbioma humano de lapoblación adulta sana argentina
• 20 voluntarios sanos 18-50 años
• Plataforma NGS 454 ROCHE
• 10 sitios muestreados
Adaptación de Morgan X. et al (2012) PLOS Comput. Biol. 8(12):e1002808
Filo
Clase
Orden
Familia
Género
Proyecto Microbioma Humano Argentino (2012-2014)
Frontiers in Microbiology 7:51 (2016)
Perfiles taxonómicos: Argentina vs HMP
Proyecto Microbioma Humano Argentino (2012-2014)
Microbioma Humano
Proyecto Microbioma Gastrointestinal y Metaboloma Argentino (2014-2016)
200 voluntarios sanos 18-50 años
Rosario, Rafaela, Paraná y Venado
Tuerto
Materia fecal, suero y orina
Metadata
Analisis de Rutina
GlLICEMIA
Bb TOTAL
Bb INDTA
Bb DTA
COLESTEROL
HDL
LDL
TG
GOT
GPT
GGT
FA
CREATININA
UREMIA
CLORURO
POTASIO
SODIO
Antecedentes grales
HABITAT
EDAD
SEXO
NACIONALIDAD
RESIDENCIA
OCUPACION
TABAQUISMO
HORAS DE SUEÑO
MANO DOMINANTE
USO DE COSMETICOS
FRECUENCIA CEPILLADO DENTAL
MASCOTAS
VIAJE EN ULTIMOS 6 MESES
EJERCICIOS
Dieta
TIPO DE DIETA
PRINCIPAL VEGETAL INGERIDO
PRINCIPAL HIDRATO INGERIDO
%CARBOHIDRATOS INGERIDO
FUENTE DE AGUA
ALCOHOL
SUPLEMENTOS VITAMINICOS
RESTRICCIONES DIETARIAS
Historia Clìnica
ENFERMEDAD DIAGNOSTICADA EN ULTIMOS 6 MESES
TRASTORNOS ALERGICOS
TRASTORNOS PULMONARES
TRASTORNOS RESPIRATORIOS
ETIRPACION AMIGDALAS
TRASTORNOS HEMATOLOGICOS
TRASTORNOS RENALES
TRASTORNOS UROGENITALES
TRASTORNOS GASTROINTESTINALES
CIRUGIA APENDICE
EMBARAZOS
Medicación
MEDICACION CRONICA
MEDICACION CIRCUNSTANCIAL
MEDICACION HOMEOPATICA
Primer mapa del Microbioma Intestinal Argentino
PLATAFORMA TECNOLOGICA DE NGS
Raw data e interpretación de
resultados
Unweighted Unifrac PCoA
Ctrol. 2012
Rosario
V Tuerto
Paraná
Rafaela
Primer mapa del Microbioma Intestinal Argentino
Control
Niño TGI
Adulto joven IBD
Mujer Adulta Joven (severo caso de TGI)
Primer mapa del Microbioma Intestinal Argentino
Niño TGI
Adulto joven IBD
Mujer Adulta Joven (severo caso de TGI)
Control
Casos testigo de disbiosis intestinal
Diversidad microbiana
Abundancia relativa
Casos testigo de disbiosis intestinal
Bacterias benéficas
Bacterias en cantidades anómalas
Casos testigo de disbiosis intestinal
1ª base de datos de microbioma intestinal a nivel local
En etapa de desarrollo como test diagnóstico
Impacto del microbioma intestinal en el desarrollo de cirrosis y HCC en NASH
Impacto del microbioma intestinal en la diabetes insulino-dependientes en
pacientes obesos sometidos a cirugía bariátrica.
Impacto del microbioma bucal en el desarrollo de infecciones severas en
niños inmunosuprimidos.
Impacto del microbioma vaginal en pacientes con infertilidad sin causa
aparente.
Líneas de trabajo actuales:
Dr. Federico Piñero, Dr. Marcelo Silva
Hospital Austral. Unidad de Trasplante Hepático
Tipo de cáncer más frecuente
Microbioma y Hepatocarcinoma (HCC)
Causa de muerte por cáncer
La cirrosis hepática de cualquier etiología
incrementa el riesgo de desarrollar HCC.
Nuevo mecanismo carcinogénico que involucra
señales pro-inflamatorias derivadas de cambios en
el microbioma intestinal en modelos murinos
•Comparar el microbioma en pacientes con esteatohepatitis noalcohólica (NASH) con cirrosis Child Pugh A-B con y sin HCC.
•Buscar un perfil o biomarcador de microbioma asociado a riesgopara el desarrollo de HCC.
Microbioma y Hepatocarcinoma
n=25
Cirrosis NASH
SIN HCC
Cirrosis NASH
CON HCC
Dr. Federico Piñero, Dr. Marcelo Silva
Hospital Austral. Unidad de Trasplante Hepático
MicroXploraCONTROL
A Different Gut Microbiome Linked to Inflammation Found in Cirrhotic Patients With and Without Hepatocellular Carcinoma
Federico Piñero1*, Martín Vazquez*, Patricia Baré, Cristian Rohr, Manuel Mendizabal,
Mariela Sciara, Cristina Alonso, Fabián Fay and Marcelo Silva.
Diversidad del microbioma entre pacientes
con y sin HCC
Análisis de distribución taxonómica. Composición.
aumento de Bacteroidaceae
disminución de Prevotellaceae
aumento de Bacteroides
disminución de Prevotella
¿Hacia dónde vamos con la
aplicación clínica del microbioma?
Microbioma saludable
Factor que provoca disbiosis
Estado propenso a enfermedad
Terapia diseñada para restablecer el
microbioma
Microbioma saludable
restablecido
Aplicaciones del estudio del microbioma.
Trasplante de materia fecal para tratar infección porClostridium difficile.
Modulación del microbioma como terapia.
Petrosino J. Genome Medicine (2018) 10-12.
Medicina de precisión
