José Luis Gómez-Ariza, Nieves Abril, Maria Carmen Collado, Marta Selma-Royo, Belén Callejón-Leblic, Tamara García-Barrera, Ministerio de Ciencia e Innovación (España), European Commission, Junta de Andalucía, Fundación Ramón Areces, and Universidad de Huelva
El selenio (Se) es un oligoelemento con funciones importantes para la salud debido a las propiedades antioxidantes de las selenoproteínas. Para analizar la interacción entre Se y la microbiota intestinal, se determinaron los perfiles metabolómicos intestinales en ratones convencionales (C) y con microbiota empobrecida (Abx) después de la suplementación con Se (Abx-Se) mediante metabolómica no dirigida, utilizando una multiplataforma analítica basada en GC-MS y UHPLC-QTOF-MS (MassIVE ID MSV000087829). El perfil de la microbiota intestinal se realizó mediante la secuenciación del amplicón del gen 16S rRNA. Se encontraron diferencias significativas en los niveles de aproximadamente el 70 % de los metabolitos intestinales determinados, incluidos los acilos grasos, los glicerolípidos, los glicerofosfolípidos y los esteroides, en Abx-Se en comparación con Abx, y solo el 30 % fue diferente entre Abx-Se y C, lo que sugiere un efecto importante de la suplementación con Se en el metabolismo de los ratones Abx. A nivel de género, el análisis de correlación mostró fuertes asociaciones entre los metabolitos y los perfiles bacterianos intestinales. Asimismo, una mayor abundancia de Lactobacillus spp., un género potencialmente beneficioso enriquecido tras la suplementación con Se, se asoció con niveles más altos de lípidos de prenol, fosfatidilgliceroles (C-Se), esteroides y diterpenoides (Abx-Se), y también con niveles más bajos de ácidos grasos (Abx-Se). Por lo tanto, observamos una interacción crucial entre la ingesta de Se-microbiota-metabolitos, aunque se necesitan más estudios para aclarar los mecanismos específicos. Este es el primer estudio sobre la metabolómica intestinal no dirigida después del agotamiento de la microbiota y la suplementación con Se., Selenium (Se) is an essential trace element with important health roles due to the antioxidant properties of selenoproteins. To analyze the interplay between Se and gut microbiota, gut metabolomic profiles were determined in conventional (C) and microbiota depleted mice (Abx) after Se-supplementation (Abx-Se) by untargeted metabolomics, using an analytical multiplatform based on GC-MS and UHPLC-QTOF-MS (MassIVE ID MSV000087829). Gut microbiota profiling was performed by 16S rRNA gene amplicon sequencing. Significant differences in the levels of about 70% of the gut metabolites determined, including fatty acyls, glycerolipids, glycerophospholipids, and steroids, were found in Abx-Se compared to Abx, and only 30% were different between Abx-Se and C, suggesting an important effect of Se-supplementation on Abx mice metabolism. At genus level, the correlation analysis showed strong associations between metabolites and gut bacterial profiles. Likewise, higher abundance of Lactobacillus spp., a potentially beneficial genus enriched after Se-supplementation, was associated with higher levels of prenol lipids, phosphatidylglycerols (C-Se), steroids and diterpenoids (Abx-Se), and also with lower levels of fatty acids (Abx-Se). Thus, we observed a crucial interaction between Se intake–microbiota–metabolites, although further studies to clarify the specific mechanisms are needed. This is the first study about untargeted gut metabolomics after microbiota depletion and Se-supplementation., This work was supported by the projects PG2018-096608-B-C21 f from the Spanish Ministry of Science and innovation (MCIN). Generación del Conocimiento. MCIN/ AEI /10.13039/501100011033/ FEDER “Una manera de hacer Europa” and UHU-1256905 from the FEDER Andalusian Operative Program 2014–2020 (Ministry of Economy, Knowledge, Business and Universities, Regional Government of Andalusia, Spain). Authors would like to acknowledge the support from The Ramón Areces Foundation (ref CIVP19A5918). Authors are grateful to FEDER (European Community) for financial support, Grant UNHU13-1X10-1611. Funding for open access charge: Universidad de Huelva / CBUA