GRUPO DE NUTRICIÓN MOLECULAR Y METABOLISMO (NUTRIMOL)

Resumen de investigación

El papel de la dieta en la salud no se puede entender sin el conocimiento del efecto de los constituyentes de los alimentos a nivel celular y molecular. Los objetivos del grupo Nutrición Molecular y Metabolismo (NUTRIMOL) del CIAL son:

• El estudio del papel de los constituyentes de la dieta en la modulación de la composición, el metabolismo y la función de la microbiota intestinal en diferentes situaciones fisiológicas y patológicas
• El desarrollo de un marco experimental que integre modelos in vitro y ex vivo para el estudio sistemático de la señalización enterohepática en el íleon en respuesta a los cambios metabólicos de los ácidos biliares inducidos por la microbiota durante la digestión de determinados ingredientes alimentarios​

Para el desarrollo de nuestras investigaciones empleamos:

• Metodologías in vitro, ex vivo, técnicas de simulación gastrointestinal y biología molecular
• Tecnologías ómicas y meta-ómicas de alto rendimiento: metagenómica, metatranscriptómica, glicómica y metabolómica:
  1. Técnicas de secuenciación masiva de lecturas largas (Oxford Nanopore Technologies) para el ensamblado y caracterización de metagenomas y metatranscriptomas en muestras biológicas y en sistemas de simulación gastrointestinal
  2. Análisis metabolómicos dirigidos y no dirigidos mediante técnicas basadas en espectrometría de masas en tándem (UPLC-QqQ) y de alta resolución (UPLC-Q/TOF y UPLC-Orbitrap) en muestras biológicas (suero, plasma, orina, tejidos, heces, cultivos celulares, etc.) y procedentes de sistemas de simulación gastrointestinal tanto ex vivo como in vitro
  3. Glicómica aplicada a muestras de alimentos, antes y después de su procesamiento, fermentación o digestión, tanto simulada como in vivo y ex vivo, utilizando diferentes técnicas analíticas
• Bioinformática aplicada a la integración de la información del metagenoma, metatranscriptoma, metaboloma y perfilado glicómico (Glycoprofiling) en estudios de simulación con el objetivo de caracterizar y asociar la actividad metabólica y función del microbioma intestinal con determinados constituyentes de la dieta

Publicaciones recientes más destacadas

• L.C. Julio-Gonzalez, V. García-Cañas, F. Rico, O. Hernandez-Hernandez. Transglycosylation catalysed by Caco-2 membrane disaccharidases: A new approach to understand carbohydrates digestibility. Food Research International (2023) 72, 113067. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113067
• C. Simó, T. Fornari, M.R. García-Risco, A. Peña-Cearra, L. Abecia, J. Anguita, H. Rodríguez, V. García-Cañas. Resazurin-based high-throughput screening method for the discovery of dietary phytochemicals to target microbial transformation of L-carnitine into trimethylamine, a gut metabolite associated with cardiovascular disease. Food and Function (2022) 13. https://doi.org/10.1039/D2FO00103A
• A. Chatzifragkou, N. Vrcic, O Hernandez-Hernandez. Chapter 18: Analysis of carbohydrates and glycoconjugates in food by CE and HPLC. In: Carbohydrate Analysis by Modern Liquid Phase Separation Techniques, 2º Ed. 815-842. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821447-3.00011-1
• C. Simó, V. García-Cañas. Dietary bioactive ingredients to modulate the gut microbiota-derived metabolite TMAO. New opportunities for functional food development. Food and Function (2020) 11, 6745. https://doi.org/10.1039/D0FO01237H
• M.A. Pascual-Itoiz, A. Peña-Cearra, I. Martín-Ruiz, J.L. Lavín, C. Simó, H. Rodríguez, E. Atondo, J.M. Flores, A. Carreras-González, J. Tomás-Cortázar, D. Barriales, A. Palacios, V. García-Cañas, A. Pellón, A. Fullaondo, A.M. Aransay, R. Prados-Rosales, R. Martín, J. Anguita, L. Abecia. The mitochondrial negative regulator MCJ modulates the interplay between microbiota and the host during ulcerative colitis. Scientific Reports (2020) 10, 572
• V. García-Cañas, E. Aznar, C. Simó. Screening gut microbial trimethylamine production by fast and cost-effective capillary electrophoresis. Analytical and Bioanalytical Chemistry (2019) 411, 2697. https://link.springer.com/article/10.1007/s00216-019-01716-2
• C. Simó,V. García-Cañas. Food Transcriptomics. An Overview. Reference Module in Food Science. 2019. Elsevier (2019), ISBN: 9780081005965
• C. Simó, V. García-Cañas. Food Metabolomics. An Overview. Reference Module in Food Science. Elsevier (2019), ISBN: 9780081005965
• O. Hernandez-Hernandez. In vitro gastrointestinal models for prebiotic carbohydrates: a critical review. Current Pharmaceutical Design (2019) 25, 32, 3478. https://doi.org/10.2174/1381612825666191011094724
• V. García-Cañas, C. Simó. Acquiring metabolic profiles by mass spectrometry for in depth metabolic coverage. Nutrimetabolomics: Principles and Techniques. Royal Society of Chemistry (2018). ISBN: 9781782627777

Proyectos de investigación recientes

El papel de los ingredientes alimentarios en la función de la microbiota ileal y la señalización enterohepática: Integración de estrategias in vitro, ex vivo y multi-ómicas
Proyecto: PID2023-147862OB-I00
Organismo financiador:  Agencia Estatal de Investigación (Plan Nacional)
Investigadoras responsables: Carolina Simó y Virginia García-Cañas
Duración: 2025-2027

Relación estructura-función de polisacáridos extraídos de paredes celulares de levaduras como potencial mitigante de la resistencia antimicrobiana
Organismo financiador:  PIE CSIC
Investigador responsable: Oswaldo Hernández-Hernández
Duración: 2023-2025

Aplicabilidad del uso combinado de la tecnología de secuenciación masiva con nanoporos y herramientas bioinformáticas al análisis integrado del metagenoma y metatranscriptoma en sistemas in vitro de simulación gastrointestinal
Investigadora responsable: Virginia García-Cañas
Duración: 2022-2023

Glycomics of Winery Antimicrobial Yeast
Proyecto: GLYCO-WAY Grant agreement ID: 843950
Investigador responsable: Oswaldo Hernández-Hernández y Daniela Barile
Duración: 2021-2022

Digestibilidad in vitro y absorción de carbohidratos usando sistemas enzimáticos humanos. Regulación de la respuesta glicémica modulando enzimas intestinales
Proyecto: RTI2018-101273-J-I00
Investigador responsable: Oswaldo Hernández-Hernández
Duración: 2019-2022

Investigación de nuevos ingredientes alimentarios con actividad moduladora del metabolismo microbiano intestinal relacionado con el desarrollo de la arteriosclerosis
Proyecto: AGL2017-89055-R
Investigadoras responsables: Virginia García-Cañas y Carolina Simó
Duración: 2018-2021

LC-MS/MS para el análisis sensible e inequívoco de metabolitos de origen microbiano en muestras biológicas
Investigadora responsable: Carolina Simó
Duración: 2019-2022

Estudio ómico del impacto de la microbiota intestinal en la configuración de neutrófilos en el desarrollo de cáncer. Diseño de nuevas estrategias de inmunoterapia
Investigadoras responsables: Virginia García-Cañas y Carolina Simó
Duración: 2020-2021

Capacidades Científico-Técnicas

• Análisis de ÁCIDOS GRASOS DE CADENA CORTA mediante LC-MS/MS (descargar pdf)
• Análisis de ÁCIDOS BILIARES mediante LC-MS/MS
• Análisis de ÁCIDOS ORGÁNICOS mediante LC-MS/MS
• Análisis del marcador filogenético 16S rRNA mediante la tecnología de secuenciación MinION (Oxford Nanopore Technologies)
• Análisis exhaustivo de metagenomas mediante la tecnología de secuenciación MinION (Oxford Nanopore Technologies)
• Análisis de metatranscriptomas mediante la tecnología de secuenciación MinION (Oxford Nanopore Technologies)