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Gastrointestinal microbiota in type 2 diabetes

Dworzak, Simone (2013) Gastrointestinal microbiota in type 2 diabetes.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Haslberger, Alexander

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DOI: 10.25365/thesis.27862
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29690.33684.496655-8

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Abstract in English

Over 10^14 microbial cells inhabit the gastrointestinal tract and about 1000 different species. The diversity and colonization differ between each person. Every individual has his own signature of the gut microbiota. This signature is depending on different factors. Age, nutrition, lifestyle, disease, inflammation as well as genetic factors play a role in the composition of the gut. The work focused on characteristics of microbiota in obesity and type 2 diabetes. The composition of the gut has influence on the energy extraction from the diet and as a conse-quence on body weight and the gut microbiota was analyzed in obesity and type 2 diabetes. The aim of this study was to find out the differences of gut microbiota in obese and type 2 diabetics compared to lean control counterparts and the answer for estimating the possible role in controlling metabolic syndrome. We focused on Akkermansia muciniphila, a mucin – degrading bacterium, Prevotella, known to design on Enterotypes, and Faecalibacterium prausnitzii, an indicator of inflammation or even diversity, in type 2 diabetes and obese patients. In group of twenty four insulin – dependent type 2 diabetes patients, fourteen obese participants with no established insulin resistance and nineteen healthy lean control, the gut microbiota was analyzed for abundance and diversity by quantitative real – time polymerase chain reaction, during gradient gel – elec-trophoresis and high throughput sequencing. Especially the diversity differs between the groups. The highest diversity was found in lean patients, followed by obese participants and the lowest diversity in type 2 diabetes. There was also a difference between the bacterial groups. Akker-mansia are increased in type 2 diabetes. The observed enhanced abundance of Akkermansia, mucin degraders, in the diabetic group could indicate a better adaption on caloric restriction compared to the rest of the microbiota. Akkermansia are not depending on the nutrition of the host. Prevotella shows no significant difference between the Enterotype groups. Faecalibacterium prausnitzii, an indicator of inflammation, shows a decreased abundance in diabetes and obese persons. Results were communicated in the following paper “Abundance and Diversity of microbiota in type 2 diabetes and obesity” published in Diabetes and Metabolism, March 2013, and in the paper “Effects of short chain fatty acid producing bacteria on epigenetic regulation of FFAR3 in type 2 diabetes and obesity”, submitted in PLOS ONE, April 2013.

Schlagwörter in Englisch

metabolic syndrome / Akkermansia / Prevotella / Faecalibacterium prausnitzii / microbiota / enterotypes

Abstract in German

Mehr als 10^14 mikrobielle Zellen besiedeln den Magen – Darm – Trakt. Die Vielfalt und Kolonisation der über 1000 verschiedenen Spezies sind von Person zu Person verschieden. Jeder Mensch hat seine eigene Unterschrift der Mikrobiota. Diese Signatur ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Alter, Ernährung, Lebensstil, Krankheiten, Entzündungen sowie genetische Faktoren spielen bei der Zusammensetzung der Mikrobiota eine Rolle. Die Arbeit konzentrierte sich auf die Änderungen der Mikrobiota bei Personen mit Übergewicht und Type 2 Diabetes. Die Zusammensetzung des Darms hat Einfluss auf die Energiegewinnung der Ernährung sowie auf das Körpergewicht. Das Ziel dieser Studie war es die Unterschiede sowie Änderung der Zusammen-setzung der Mikrobiota bei Übergewichtigen und Type 2 Diabetiker/innen vergli-chen zu normalgewichtigen Personen zu untersuchen und eine Antwort auf die Abschätzung der möglichen Rolle auf die Kontrolle des metabolischen Syndroms zu finden. Die Schwerpunkte dieser Arbeit waren die Bestimmung von Akkermansia muci-niphila, ein mucin – abbauendes Bacterium, Prevotella, ein bekannter Enterotype, sowie Faecalibacterium prausnitzii, ein Indikator für Entzündungen oder auch Diversität, in Diabetes Typ 2 und übergewichtigen Personen. An der Studie nah-men 24 Insulin – abhängige Diabetiker/innen, 14 übergewichtige Personen, die keine Insulinresistenz aufwiesen, und 19 normalgewichtige Patienten, als Kontrollgruppe, teil. Die Diversität und Häufigkeit der Darmmikrobiota wurde mittels real – time Polymerase Kettenreaktion (PCR), sowie Gradienten Gel – Elektrophorese und high throughput Sequencing ermittelt. Besonders die Diversität ändert sich zwischen den drei Gruppen. Die höchste Vielfalt an Bakterien zeigten normalgewichtige Personen, gefolgt von den übergewichtigen Teilnehmern/innen. Die niedrigste Abwechslung an der Mannigfaltigkeit der Besiedlung von Bakterien im Darm wiesen Type 2 Diabetiker/innen auf. Das Vorkommen von Akkermansia ist bei Typ 2 Diabetikern erhöht. Die beobachtete erhöhte Menge von Akkermansia in dieser Gruppe könnte auf eine bessere Anpassung an kalorische Restriktion im Vergleich zum Rest der Mikrobiota hindeuten. Prevotella zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen den Enterotype Gruppen. Faecalibacterium prausnitzii, ein Indikator für Entzündungen, zeigte eine verminderte Häufigkeit in Personen mit Diabetes und Adipositas. Die Resultate der Studie sind im Paper "Abundance and Diversity of microbiota in type 2 diabetes and obesity", veröffentlicht in Diabetes and Metabolism, März 2013, und im Paper „Effects of short chain fatty acid producing bacteria on epigenetic regulation of FFAR3 in type 2 diabetes and obesity“, eingereicht in PLOS ONE, April 2013, zusammengefasst.

Schlagwörter in Deutsch

metabolisches Syndrom / Akkermansia / Prevotella / Faecalibacterium prausnitzii / Mikrobiota / Enterotypen

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Dworzak, Simone
Title: Gastrointestinal microbiota in type 2 diabetes
Umfangsangabe: VII, CXXIV S.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Publication year: 2013
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Haslberger, Alexander
Assessor: Haslberger, Alexander
Classification: 30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Number: AC10858394
Item ID: 27862
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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