The Relationship Between Diet, Gut Microbiota, and Serum Metabolome of South Asian Infants at 1 Year

Bruce, Colin Y.; Shanmuganathan, Meera; Simons, Elinor; Mandhane, Piushkumar J.; Turvey, Stuart E.; Subbarao, Padmaja; Azad, Meghan B.; Britz‐McKibbin, Philip; Anand, Sonia S.; Stearns, Jennifer C.

doi:10.1016/j.tjnut.2022.12.016

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“…The present study aims to identify associations between children’s serum metabolome and ECD. Identifying the relationships between metabolic phenotypes and ECD outcomes can elucidate pathways and targets for potential interventions, such as serum metabolites associated with food consumption in infancy (Bruce et al, 2023).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Serum metabolome indicators of early childhood development in the Brazilian National Survey on Child Nutrition (ENANI-2019)

Padilha,

Keller,

Normando

et al. 2024

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Background:The role of circulating metabolites on child development is understudied. We investigated associations between children’s serum metabolome and early childhood development (ECD).Methods:Untargeted metabolomics was performed on serum samples of 5,004 children aged 6-59 months, a subset of participants from the Brazilian National Survey on Child Nutrition (ENANI-2019). ECD was assessed using the Survey of Well-being of Young Children’s milestones questionnaire. The graded response model was used to estimate developmental age. Developmental quotient (DQ) was calculated as the developmental age divided by chronological age. Partial least square regression was used to select metabolites with a variable importance projection ≥ 1.Results:Twenty-eight top-ranked metabolites were included in linear regression models adjusted for child’s nutritional status, diet quality and age. Interaction between these metabolites and child age was tested. Cresol sulfate (β = -0.07; adjusted-p < 0.001), hippuric acid (β = -0.06; adjusted-p < 0.001), phenylacetylglutamine (β = -0.06; adjusted-p < 0.001), and trimethylamine-N-oxide (β = -0.05; adjusted-p = 0.002) showed inverse associations with DQ. We observed opposite directions in the association of DQ for creatinine (for children aged -1 SD: β = -0.05; p =0.01; +1 SD: β = 0.05; p =0.02) and methylhistidine (-1 SD: β = - 0.04; p =0.04; +1 SD: β = 0.04; p =0.03).Conclusion:Serum biomarkers, including dietary and microbial derived metabolites involved in the gut-brain axis, may potentially be used to track children at risk for developmental delays.Funding:Supported by the Brazilian Ministry of Health and Brazilian National Research Council.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Serum metabolome indicators of early childhood development in the Brazilian National Survey on Child Nutrition (ENANI-2019)

Padilha,

Keller,

Normando

et al. 2024

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“…An innovative application of CE-MS especially designed for large cohorts is multisegment injection (MSI-CE-MS) 38 , which allows the measurement of up to 13 samples in a single run. This results in a higher throughput for large-scale analyses (≈4 min/sample) and has recently shown remarkable advantages in metabolomics studies [38][39][40][41] . Taking all this into account, we propose here a methodology for large-scale GC-MS analyses using a quadrupole-time-offlight (QTOF) mass analyzer (GC-QTOF-MS) and complement these results with a targeted search in MSI-CE-TOF-MS.…”

mentioning

confidence: 99%

Comparative characterization of the infant gut microbiome and their maternal lineage by a multi-omics approach

Barker-Tejeda,

Zubeldia-Varela,

Macías-Camero

et al. 2024

Nat Commun

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The human gut microbiome establishes and matures during infancy, and dysregulation at this stage may lead to pathologies later in life. We conducted a multi-omics study comprising three generations of family members to investigate the early development of the gut microbiota. Fecal samples from 200 individuals, including infants (0-12 months old; 55% females, 45% males) and their respective mothers and grandmothers, were analyzed using two independent metabolomics platforms and metagenomics. For metabolomics, gas chromatography and capillary electrophoresis coupled to mass spectrometry were applied. For metagenomics, both 16S rRNA gene and shotgun sequencing were performed. Here we show that infants greatly vary from their elders in fecal microbiota populations, function, and metabolome. Infants have a less diverse microbiota than adults and present differences in several metabolite classes, such as short- and branched-chain fatty acids, which are associated with shifts in bacterial populations. These findings provide innovative biochemical insights into the shaping of the gut microbiome within the same generational line that could be beneficial in improving childhood health outcomes.

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“…Nossos achados corroboram com a literatura científica quanto a uma maior abundância do filo Actinobacteria, do gênero Bifidobacterium e da família Bifidobacteriaceae, pertencentes ao mesmo ramo filogenético, em bebês amamentados em relação aos já desmamados (LAURSEN et al, 2016;GÓMEZ-MARTIN et al, 2022;BRUCE et al, 2023). Todavia, As bifidobactérias são cepas derivadas do filo Actinobacteria e do gênero Bifidobacterium e, até onde se sabe, são as bactérias com maior capacidade de consumir glicanos não digeríveis como substrato energético, inclusive de forma cooperativa entre as cepas (MILANI et al, 2015;LAWSON et al, 2020;WALSH et al, 2022).…”

Section: Achados Deste Estudo Frente à Literatura Científicaunclassified

Impacto do consumo de alimentos ultraprocessados na microbiota intestinal na infância

Faggiani

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Aos meus pais, Elaine e Angelo, por todo amor e apoio incondicionais, bem como o incentivo, desde pequeno, à educação como ferramenta de transformação humana e social. Ser filho de vocês é uma honra e um presente divino! À Rafaela, minha companheira desde meu primeiro ano de graduação, que esteve ao meu lado em vários momentos de dificuldade, angústia e incerteza, mas sempre tornando essas situações mais amenas pelo amor que nutrimos um pelo outro. Muito obrigado por tudo, meu anjo! À Marly, que confiou em mim logo no começo da minha formação (2° ano de graduação -2017), me propiciando oportunidades fantásticas para aprendizado e desenvolvimento do senso crítico, enquanto cientista e ser humano. Sou muito grato a você por toda jornada! À Paula de França, minha supervisora de coração, que, com enorme generosidade e expertise na área de Biologia, ensinou-me desde os primeiros passos até as análises finais de bioinformática deste trabalho. Nossas conversas tem um valor inestimável para mim e foi um prazer trabalhar com você! À equipe do Estudo MINA-Brasil, por todo empenho e profissionalismo desde as etapas de sua concepção até aqui, que garantem a transparência e qualidade científica de tudo que o MINA já produziu e ainda produzirá.Às crianças e famílias de Cruzeiro do Sul/Acre, por acreditarem na equipe e nos valores que formam o Estudo MINA-Brasil, muitas vezes realizando inúmeros esforços para continuarem sendo parte dele. Espero que esse trabalho possa contribuir, de forma direta ou indireta, na saúde dessa população, a qual tenho enorme respeito e carinho! À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES), que fomentou esse trabalho por meio da bolsa de mestrado PROEX (processo CAPES n° 88887.638834/2021-00). FONTES DE FINANCIAMENTOEsta dissertação de mestrado integra um conjunto de pesquisas epidemiológicas sobre condições de saúde e nutrição materno-infantil em Cruzeiro do Sul, Acre, Amazônia Ocidental Brasileira: Materno-Infantil no Acre (MINA-Brasil), coordenado por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) em colaboração com a Universidade Federal do Acre (UFAC) e a Harvard T. H. Chan School of Public Health (HSPH). Com auxílio do Programa Ciência Sem Fronteiras, Chamada no 71/2013 do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), o Estudo MINA-Brasil foi contemplado com auxílio à pesquisa e uma Bolsa Pesquisador Visitante Especial (PVE) para a Profa. Dra. Márcia Caldas de Castro da HSPH (processo CNPq n° 407255/2013-3). Em 2015, recursos adicionais foram concedidos pela Fundação Maria Cecília Souto Vidigal e na Chamada PPSUS 001/2015 FAPAC -Programa Pesquisa para o SUS: Gestão Compartilhada em Saúde FAPAC/SESACRE/PPSUS MS/CNPq e, em 2017, pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) na modalidade de auxílio temático à pesquisa (processo FAPESP no 2016/00270-6). O presente trabalho foi realizado com apoio de bolsa de mestrado da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -PROEX (processo CAPES ...

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The Relationship Between Diet, Gut Microbiota, and Serum Metabolome of South Asian Infants at 1 Year

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Serum metabolome indicators of early childhood development in the Brazilian National Survey on Child Nutrition (ENANI-2019)

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Comparative characterization of the infant gut microbiome and their maternal lineage by a multi-omics approach

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