Taxonomic and Functional Fecal Microbiota Signatures Associated With Insulin Resistance in Non-Diabetic Subjects With Overweight/Obesity Within the Frame of the PREDIMED-Plus Study.


Por: Atzeni A, Bastiaanssen TFS, Cryan JF, Tinahones FJ, Vioque J, Corella D, Fitó M, Vidal J, Moreno-Indias I, Gómez-Pérez AM, Torres-Collado L, Coltell O, Castañer O, Bulló M and Salas-Salvadó J

Publicada: 28 abr 2022 Ahead of Print: 28 abr 2022
Resumen:
OBJECTIVE: An altered gut microbiota has been associated with insulin resistance, a metabolic dysfunction consisting of cellular insulin signaling impairment. The aim of the present study is to determine the taxonomic and functional fecal microbiota signatures associated with HOMA-IR index in a population with high cardiovascular risk. METHODS: A total of 279 non-diabetic individuals (55-75 years aged) with overweight/obesity and metabolic syndrome were stratified according to tertiles of HOMA-IR index. Blood biochemical parameters, anthropometric measurements and fecal samples were collected at baseline. Fecal microbial DNA extraction, 16S amplicon sequencing and bioinformatics analysis were performed. RESULTS: Desulfovibrio, Odoribacter and Oscillospiraceae UCG-002 were negatively associated with HOMA-IR index, whereas predicted total functional abundances revealed gut metabolic modules mainly linked to amino acid degradation. Butyricicoccus, Erysipelotrichaceae UCG-003, Faecalibacterium were positively associated with HOMA-IR index, whereas predicted total functional abundances revealed gut metabolic modules mainly linked to saccharide degradation. These bacteria contribute differentially to the gut metabolic modules, being the degree of contribution dependent on insulin resistance. Both taxa and gut metabolic modules negatively associated to HOMA-IR index were linked to mechanisms involving sulfate reducing bacteria, improvement of intestinal gluconeogenesis and production of acetate. Furthermore, both taxa and gut metabolic modules positively associated to HOMA-IR index were linked to production and mechanisms of action of butyrate. CONCLUSIONS: Specific taxonomic and functional fecal microbiota signatures associated with insulin resistance were identified in a non-diabetic population with overweight/obesity at high cardiovascular risk. These findings suggest that tailoring therapies based on specific fecal microbiota profiles could be a potential strategy to improve insulin sensitivity.

Filiaciones:
Atzeni A:
 Department of Biochemistry and Biotechnology, Universitat Rovira i Virgili, Reus, Spain

 Institut D'Investigació Sanitària Pere Virgili (IISPV), Hospital Universitari de Sant Joan de Reus, Reus, Spain

 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

Bastiaanssen TFS:
 APC Microbiome Ireland, Department of Anatomy and Neuroscience, University College Cork, Cork, Ireland

Cryan JF:
 APC Microbiome Ireland, Department of Anatomy and Neuroscience, University College Cork, Cork, Ireland

Tinahones FJ:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Unidad de Gestión Clínica de Endocrinología y Nutrición, Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (IBIMA), Hospital Universitario Virgen de la Victoria, Málaga, Spain

:
 Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante, ISABIAL-Universidad Miguel Hernández (UMH), Alicante, Spain

 Centro de Investigación Biomédica en Red Epidemiología y Salud Pública (CIBERESP), Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), Madrid, Spain

Corella D:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Department of Preventive Medicine, University of Valencia, Valencia, Spain

Fitó M:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Cardiovascular Risk and Nutrition (Regicor Study Group), Hospital del Mar Research Institute (IMIM), Barcelona, Spain

Vidal J:
 Endocrinology and Nutrition Department, Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi Sunyer (IDIBAPS), Hospital Clinic Universitari, Barcelona, Spain

 Centro de Investigación Biomédica en Red Diabetes y Enfermedades Metabólicas (CIBERDEM), Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), Madrid, Spain

Moreno-Indias I:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Unidad de Gestión Clínica de Endocrinología y Nutrición, Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (IBIMA), Hospital Universitario Virgen de la Victoria, Málaga, Spain

Gómez-Pérez AM:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Unidad de Gestión Clínica de Endocrinología y Nutrición, Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (IBIMA), Hospital Universitario Virgen de la Victoria, Málaga, Spain

:
 Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante, ISABIAL-Universidad Miguel Hernández (UMH), Alicante, Spain

 Centro de Investigación Biomédica en Red Epidemiología y Salud Pública (CIBERESP), Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), Madrid, Spain

Coltell O:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Department of Computer Languages and Systems, University Jaume I, Castelló de la Plana, Spain

Castañer O:
 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

 Cardiovascular Risk and Nutrition (Regicor Study Group), Hospital del Mar Research Institute (IMIM), Barcelona, Spain

Bulló M:
 Department of Biochemistry and Biotechnology, Universitat Rovira i Virgili, Reus, Spain

 Institut D'Investigació Sanitària Pere Virgili (IISPV), Hospital Universitari de Sant Joan de Reus, Reus, Spain

 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain

Salas-Salvadó J:
 Department of Biochemistry and Biotechnology, Universitat Rovira i Virgili, Reus, Spain

 Institut D'Investigació Sanitària Pere Virgili (IISPV), Hospital Universitari de Sant Joan de Reus, Reus, Spain

 Centro de Investigación Biomédica en Red de Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain
ISSN: 16642392
Editorial
Frontiers Media S.A., AVENUE DU TRIBUNAL FEDERAL 34, LAUSANNE, CH-1015, SWITZERLAND, Suiza
Tipo de documento: Article
Volumen: 13 Número:
Páginas: 804455-804455
WOS Id: 000795896300001
ID de PubMed: 35574036
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