Variation of butyrate production in the gut microbiome in type 2 diabetes patients / Variación de la producción de butirato en el microbioma intestinal en pacientes con diabetes tipo 2

Background: Diabetes mellitus type 2 is a common disease that poses a challenge to the healthcare system. The disease is very often diagnosed late. A better understanding of the relationship between the gut microbiome and type 2 diabetes can support early detection and form an approach for therapies. Microbiome analysis offers a potential opportunity to find markers for this disease. Next-generation sequencing methods can be used to identify the bacteria present in the stool sample and to generate a microbiome profile through an analysis pipeline. Statistical analysis, e.g., using Student’s t-test, allows the identification of significant differences. The investigations are not only focused on single bacteria, but on the determination of a comprehensive profile. Also, the consideration of the functional microbiome is included in the analyses. The dataset is not from a clinical survey, but very extensive. Results: By examining 946 microbiome profiles of diabetes mellitus type 2 sufferers (272) and healthy control persons (674), a large number of significant genera (25) are revealed. It is possible to identify a large profile for type 2 diabetes disease. Furthermore, it is shown that the diversity of bacteria per taxonomic level in the group of persons with diabetes mellitus type 2 is significantly reduced compared to a healthy control group. In addition, six pathways are determined to be significant for type 2 diabetes describing the fermentation to butyrate. These parameters tend to have high potential for disease detection. Conclusions: With this investigation of the gut microbiome of persons with diabetes type 2 disease, we present significant bacteria and pathways characteristic of this disease.(AU)

Biosynthesis of butyrate from methanol and carbon monoxide by recombinant Acetobacterium woodii / Biosíntesis de butirato a partir de metanol y monóxido de carbono por Acetobacterium woodii recombinante

Methanol is one of the most widely produced organic substrates from syngas and can serve as a bio-feedstock to cultivate acetogenic bacteria which allows a major contribution to reducing greenhouse gas. Acetobacterium woodii is one of the very few acetogens that can utilize methanol to produce acetate as sole product. Since A. woodii is genetically tractable, it is an interesting candidate to introduce recombinant pathways for production of bio-commodities from methanol. In this study, we introduced the butyrate production operon from a related acetogen, Eubacterium callanderi KIST612, into A. woodii and show a stable production of butyrate from methanol. This study also reveals how butyrate production by recombinant A. woodii strains can be enhanced with addition of electrons in the form of carbon monoxide. Our results not only show a stable expression system of non-native enzymes in A. woodii but also increase in the product spectrum of A. woodii to compounds with higher economic value.(AU)

Efecto anticancerígeno del almidón modificado de banano (Musa cavendish AAA) en ratas con 1.2-dimetilhidrazina / Anticancer effect of modified banana (Musa cavendish AAA) starch in rats with 1.2-dimethylhydrazine

Introducción: el almidón resistente (AR) no se digiere completamente en el intestino humano sino que se fermenta en colon; disminuye el pH intestinal, ya que se producen ácidos grasos de cadena corta, interviniendo de manera benéfica en el tratamiento preventivo y curativo del cáncer de colon rectal. La pirodextrinización y la hidrólisis enzimática son modificaciones al almidón nativo (AN) que pueden incrementar la cantidad de AR. Objetivo: el objetivo de este proyecto fue evaluar los efectos del almidón nativo de M. cavendish AAA y de los almidones modificados química y enzimáticamente sobre diversos marcadores tumorales en ratas. Métodos: se realizaron modificaciones (química y enzimática) del AN del banano M. cavendish AAA y se evaluaron en ratas tratadas con 1,2-DMH. Se utilizaron 25 ratas Sprague Dawley machos divididas en cinco grupos experimentales: CP, CN, AN, PI y MER. Durante 4 semanas recibieron la dieta experimental asignada a cada grupo. Los grupos CP, AN, PI y MER recibieron 2 inyecciones s.c. (subcutáneas) semanales de 1,2-DMH (40 mg/kg) (semanas 3 y 4). En las heces se evaluaron el pH, la enzima ß-glucuronidasa y los ácidos grasos de cadena corta, y se realizó un estudio histopatológico del ciego y el colon para detectar lesiones microscópicas. Resultados: la actividad de ß-glucuronidasa disminuyó (p < 0,05) para los grupos AN, PI y MER en comparación con el CP. La mayor proporción de ácido butírico se observó en el AN (p < 0,05) frente al CN. El 60 % de las enteritis fueron de grado severo en el CP, mientras que en los grupos experimentales fueron de 40 %. Conclusiones: los gránulos de almidón nativo resistieron la pirodextrinización pero el tratamiento con a-amilasa rompió la estructura del gránulo de pirodextrina. De acuerdo a los tratamientos suministrados a las ratas, conforme mayor es la cantidad de AR presente en la dieta (AN), las células neoplásicas no avanzan más allá de la membrana basal, sugiriendo un posible efecto protector o anticancerígeno celular

Introduction: resistant starch (RS) is not completely digested in the human intestine but is fermented in the colon; intestinal pH decreases as short-chain fatty acids are produced. This is beneficial for health, and for preventing and treating rectal colon cancer. Pyrodextrinization and enzymatic hydrolysis are modifications to native starch (NS) that may increase the amount of RS. Objective: the objective of this project was to evaluate the effects of M. cavendish AAA native and both chemically and enzymatically modified starches on tumor markers in rats. Methods: modifications (chemical and enzymatic) were made to M. cavendish AAA NS, and were evaluated in rats with 1,2-DMH. Male Sprague Dawley rats (25) were used, divided into five experimental groups: PC, NC, NS, PI, and ERM. During 4 weeks they received the experimental diet assigned to each group. The PC, NS, PI and ERM groups received 2 weekly s.c. (subcutaneous) injections of 1,2-DMH (40 mg/kg) (third and fourth week). In feces, pH, ß-glucuronidase enzyme, and short-chain fatty acids were evaluated, and a histopathological study was performed of the intestine to detect microscopic lesions. Results: the activity of ß-glucuronidase decreased (p < 0.05) for NS, PI and ERM vs. PC. The highest proportion of butyric acid was observed in the NS (p < 0.05) vs. NC group. Sixty percent of enteritides were severe in grade in the PC group, and 40 % in the experimental groups. Conclusions: native starch granules resisted pyrodextrinization, but treatment with a-amylase broke the structure of the pyrodextrin granule. According to the treatments given to the rats, as the amount of RS present in the diet increases (NS), the neoplastic cells do not advance beyond the basement membrane, suggesting a possible cell-protective or anticancer effect

Liquen nitidus generalizado. A propósito de un caso / Widespread lichen nitidus. A case report

El liquen nitidus es una dermatosis poco frecuente de origen desconocido caracterizada por pequeñas pápulas hemiesféricas, brillantes y del color de la piel, habitualmente asintomáticas o ligeramente pruriginosas. Tiene predilección por genitales, glúteos, abdomen inferior y superficies flexoras de antebrazos y muñecas. Ocasionalmente tiene una distribución generalizada. Su evolución es benigna con resolución espontánea en meses o años. Presentamos un caso de liquen nitidus generalizado (AU)

Lichen nitidus is a rare dermatosis of unknown etiology; it consists of small, hemispherical, shiny and flesh-coloured papules commonly asymptomatic or sometimes itchy. It has predilection on the genitals, lower abdomen, flexor surfaces of forearms and wrists. There are rare reports of patients having a more generalized distribution of lesions. Lichen nitidus lesions resolve spontaneously in months or years. We present a case of generalized lichen nitidus (AU)

Efecto del consumo de la fibra dietética en la expresión cuantitativa del receptor de butirato GPR43 en colon de ratas / Effect of dietary fiber in the quantitative expression of butyrate receptor GPR43 in rats colon

Introducción: Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) acetato, propionato y butirato, son productos de fermentación de la fibra dietética (FD) en el intestino grueso. Recientemente, el butirato ha sido estudiado ya que es considerado indispensable para el mantenimiento de las funciones del colon y por su relación con la protección del cáncer colorrectal. Esto se atribuye a la capacidad de butirato de regular la expresión génica por mecanismos como la inhibición de la enzima histona deacetilasa. Se ha reportado que el receptor de AGCC, GPR43 está involucrado en el proceso de transducción de señales intracelulares una vez que se unen a ligandos como butirato para generar los efectos fisiológicos del butirato en los colonocitos. Objetivo: Determinar si el consumo de FD de nopal (Opuntia ficus I) tiene influencia directa sobre la expresión cuantitativa del receptor específico de butirato GPR43. Métodos: Ratas adultas Wistar se sometieron a cuatro diferentes dietas variando el contenido de FD en 0, 5, 15 y 25% de FD denopal, respectivamente. Resultados y discusión: Los resultados mostraron un aumento significativo de la expresión relativa de GPR43 (93,1%) cuando se suministró a las ratas una dieta conteniendo 5% de FD de nopal, usando como gen de referencia β-actina. Los resultados de esta investigación aportarán nuevos datos a los estudios que determinan la relación de la dieta con la salud intestinal, con el fin de ampliar el conocimiento sobre los efectos del ácido butírico en las funciones colónicas (AU)

Introduction: Short chain fatty acids (SCFA) acetate, propionate and butyrate are the major anions produced by the bacterial fermentation of dietary fiber (DF) in colon. Recently, butyrate has been recently studied because is important to maintain colonic functions and because it has been related with a protective effect in colorectal cancer, which is mainly, explained by its potential to regulate gene expression by inhibiting enzyme histonedeacetylase (HDAC). Several investigationsshown that SCFAreceptor GPR43 is involved insignal transduction mechanisms once they bind to ligands such as butyrate to generate different physiological effects in colonocytes. Objective: Determine if dietary fiber consumption from nopal (Opuntia ficus I.) containing a ratio of soluble-insoluble fiber 40/60, has a direct influence on the quantitative expression of butyrate-specific receptor GPR43. Methods: Wistar rats were fed with four different diets formulated at different concentrations of dietary fiber of 0, 5, 15 and 25% of dietary fiber from opuntia, respectively. Results and discussion: The results shown an increase in the expression of GPR43 (93.1%) when rats was fed with a 5% fiber diet, using β-actin as a reference gene. The results of this investigation will contribute to determinate the relation of diet with intestinal health for the purpose of expanding the knowledge of butyric acid on colonic functions (AU)

Butirato y carcinogénesis colorrectal / Butyrate and colorectal carcinogenesis

Introducción. En los últimos años, múltiples estudios epidemiológicos y experimentales han demostrado que la ingesta de una dieta rica en fibra disminuye la incidencia y mortalidad por cáncer colorrectal. Estudios in vitro han demostrado que el ácido butírico, un ácido graso de cadena corta derivado de la fermentación de la fibra dietética en el colon, bloquea la proliferación de células tumorales derivadas de cáncer de colon, por lo que se cree que es el principal componente protector de las dietas ricas en fibra en la carcinogénesis colónica. Métodos. En este artículo hemos realizado una revisión exhaustiva de la bibliografía. Tras un breve resumen del modelo genético del cáncer colorrectal, analizamos las propiedades antitumorales del butirato, así como el estado actual de conocimiento de su mecanismo de acción molecular. Resultados. La carcinogénesis es un proceso multietapa caracterizado por la expansión del área de proliferación, la alteración del patrón de diferenciación y la disminución de la apoptosis. En cultivos celulares derivados de cáncer de colon se ha observado que el butirato, a concentraciones fisiológicas, inhibe la proliferación celular bloqueando la célula en fase G1 del ciclo celular, induce diferenciación y apoptosis, y modula la expresión de múltiples genes, incluidos algunos de los oncogenes y genes supresores implicados en la carcinogénesis colorrectal. Conclusión. Actualmente se cree que el butirato es el principal componente protector de la fibra dietética en la carcinogénesis colorrectal, al inducir detención de crecimiento, diferenciación y apoptosis. Sin embargo, se necesita realizar más estudios para determinar el mecanismo exacto de acción molecular (AU)