1. Mecanismos de interacción entre poblaciones microbianas intestinales humanas y efecto sobre su funcionalidad.
Evaluamos los mecanismos de interacción entre grupos microbianos relevantes de la microbiota intestinal (por ej., productores de propionato o butirato, microorganismos identificados como diana de acción en disbiosis, y patógenos asociados con la ingesta de alimentos) y de éstos con probióticos, prebióticos y componentes específicos de la dieta (como los polifenoles). Estudiamos la repercusión de esta interacción sobre la funcionalidad de la microbiota intestinal en individuos sanos y en individuos con disbiosis. La finalidad última es utilizar dicho conocimiento para corregir alteraciones en grupos de población específicos, con especial énfasis en obesidad y trastornos metabólicos asociados, así como para disminuir genotoxicidad de la microbiota intestinal, posible factor de riesgo en cáncer colorectal.
Estudiamos también la influencia del estrés gastrointestinal y tecnológico en las características de los microorganismos intestinales y probióticos y la influencia de dicho estrés sobre las interacciones microorganismo-microorganismo en el entorno intestinal.
Figura 3. 1) Exopolisacárido aislado de cultivos de bifidobacteria purificado y liofilizado, 2) equipo de separación de proteínas por punto isoeléctrico y 3) electroforesis en dos dimensiones de las proteínas del cultivo conjunto de dos microorganismos con tinción fluorescente diferencial (2D-DIGE)
2. Desarrollo y aplicación de modelos in vitro e in vivo de interacción microbiota-hospedador en el entorno intestinal
Trabajamos en el desarrollo de modelos sencillos y de coste asequible, tanto in vitro (cultivos fecales, líneas celulares) como in vivo (Drosophila, Caernohabditis), que nos permitan evaluar la actividad de microbiotas complejas y de cepas aisladas. Esos modelos son después utilizados para el estudio de la respuesta que la microbiota intestinal y probióticos específicos inducen en el hospedador. La comparación de la respuesta inducida por microbiotas con disbiosis, respecto a microbiotas de grupos control sanos, nos permite identificar objetivos funcionales en la microbiota como paso previo a la evaluación de la capacidad de cepas probióticas para corregir esas alteraciones.
Figura 4: Efecto de diferentes probióticos sobre la integridad de la monocapa de células de epitelio intestinal
3. Microbiota intestinal de grupos de población específicos.
Se busca identificar posibles desviaciones (disbiosis) en la diversidad y dinámica de la comunidad microbiana del tracto gastrointestinal (TGI) en grupos específicos de individuos, centrándonos principalmente en el momento actual en la población obesa y con trastornos metabólicos asociados, autismo y disbiosis asociada a cáncer colorectal. Pretendemos también determinar las alteraciones inmunológicas, fisiológicas y las carencias nutricionales asociadas a las disbiosis estudiadas, con el fin de proponer estrategias de intervención nutricionales encaminadas a paliar y/o corregir estas anomalías mediante el uso de probióticos, prebióticos, y dietas diseñadas específicamente.
Figura 5. Colonias de lactobacilos y bifidobacterias en agar MRS.
Aspecto al microscopio electrónico de bifidobacterias.
4. Exposición a xenobióticos generados en el procesado de alimentos y microbiota intestinal. Selección de probióticos y prebióticos para disminución de toxicidad intestinal .
Estudiamos la influencia de la interacción entre la exposición a compuestos xenobióticos generados durante la cocción y el procesado de alimentos y la dieta global, sobre la composición, actividad metabólica y toxicidad de la microbiota intestinal. La finalidad de esta línea es identificar patrones dietéticos y componentes nutricionales específicos (incluidos probióticos y prebióticos) que contribuyan a modular la microbiota intestinal y la toxicidad asociada a mayor riesgo de desarrollo de cáncer colorectal.