Gut Microbiome Analysis for Personalized Nutrition: The State of Science.
evidence
glucose monitoring
gut
microbiome
personalized nutrition
Journal
Molecular nutrition & food research
ISSN: 1613-4133
Titre abrégé: Mol Nutr Food Res
Pays: Germany
ID NLM: 101231818
Informations de publication
Date de publication:
01 2023
01 2023
Historique:
revised:
17
10
2022
received:
18
07
2022
pubmed:
25
11
2022
medline:
19
1
2023
entrez:
24
11
2022
Statut:
ppublish
Résumé
Whereas most concepts of personalized nutrition (PN) in the past, included genotyping, recent years have brought new approaches that include microbiome analysis to optimize recommendations for diet and lifestyle changes. The new approach, offered by companies, that microbiome analysis provides a real benefit to either more concise recommendations or for increased compliance to PN, is largely lacking scientific validation. Although the microbiome field shows enormous proliferation, it has some major flaws that make its use in the public health domain currently critical. Starting with the quality and representative character of the stool samples, its processing and analysis as well as assembly of metagenome data and the interpretation. Moreover, there is still no consensus of what constitutes a "normal/healthy" microbiome, nor what features characterize a dysbiotic microbiome. And, based on hundreds of individual parameters and environmental factors, the intestinal microbiome shows a huge variability and consequently changing one factor-such as food intake-is likely to have a limited impact in achieving optimized health. The present review intends to summarize the state of consolidated knowledge on human gut microbiome in the context of diet and disease, its key features, and its influencing factors as well as its "add-on" quality for PN offers.
Identifiants
pubmed: 36424179
doi: 10.1002/mnfr.202200476
doi:
Types de publication
Journal Article
Review
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2200476Informations de copyright
© 2022 The Authors. Molecular Nutrition & Food Research published by Wiley-VCH GmbH.
Références
J. Leidy, Science 1914, 40, 302.
H A. Cheplin, L F. Rettger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1920, 6, 704.
W. E. C. Moore, L V. Holdeman, Appl. Microbiol. 1974, 27, 961.
L. V. Holdeman, I. J. Good, W. E. Moore, Appl. Environ. Microbiol. 1976, 31, 359.
A. M. Stephen, H. S. Wiggins, J. H. Cummings, Gut 1987, 28, 601.
H. M. Roager, L. B. S. Hansen, M. I. Bahl, H. L. Frandsen, V. Carvalho, R. J. GøBel, M. D. Dalgaard, D. R. Plichta, M. H. Sparholt, H. Vestergaard, T. Hansen, T. Sicheritz-Pontén, H. B. Nielsen, O. Pedersen, L. Lauritzen, M. Kristensen, R. Gupta, T. R. Licht, Nat. Microbiol. 2016, 1, 1.
F. Asnicar, E. R. Leeming, E. Dimidi, M. Mazidi, P. W. Franks, H. Al Khatib, A. M. Valdes, R. Davies, E. Bakker, L. Francis, A. Chan, R. Gibson, G. Hadjigeorgiou, J. Wolf, T. D. Spector, N. Segata, S. E. Berry, Gut 2021, 70, 1665.
J. K. Goodrich, J. L. Waters, A. C. Poole, J. L. Sutter, O. Koren, R. Blekhman, M. Beaumont, W. Van-Treuren, R. Knight, J. T. Bell, T. D. Spector, A. G. Clark, R. E. Ley, Cell 2014, 159, 789.
D. Rothschild, O. Weissbrod, E. Barkan, A. Kurilshikov, T. Korem, D. Zeevi, P. I. Costea, A. Godneva, I. N. Kalka, N. Bar, S. Shilo, D. Lador, A. V. Vila, N. Zmora, M. Pevsner-Fischer, D. Israeli, N. Kosower, G. Malka, B. C. Wolf, T. Avnit-Sagi, M. Lotan-Pompan, A. Weinberger, Z. Halpern, S. Carmi, J. Fu, C. Wijmenga, A. Zhernakova, E. Elinav, E. Segal, Nature 2018, 555, 210.
A. Zhernakova, A. Kurilshikov, M. J. Bonder, E F. Tigchelaar, M. Schirmer, T. Vatanen, Z. Mujagic, A. V. Vila, G. Falony, S. Vieira-Silva, J. Wang, F. Imhann, E. Brandsma, S A. Jankipersadsing, M. Joossens, M. C. Cenit, P. Deelen, M. A. Swertz, R. K. Weersma, et al., Science 2016, 352, 565.
O. Manor, C. L. Dai, S. A. Kornilov, B. Smith, N. D. Price, J. C. Lovejoy, S. M. Gibbons, A. T. Magis, Nat. Commun. 2020, 11, 5206.
F. Hadizadeh, S. Walter, M. Belheouane, F. Bonfiglio, F. A. Heinsen, A. Andreasson, L. Agreus, L. Engstrand, J. F. Baines, J. Rafter, A. Franke, M. D'amato, Gut 2017, 66, 559.
V. K. Gupta, S. Paul, C. Dutta, Front. Microbiol. 2017, 8, 1162.
F. Shanahan, T. S. Ghosh, P. W. O'Toole, Gastroenterology 2021, 160, 483.
M. C. Wibowo, Z. Yang, M. Borry, A. Hubner, K. D. Huang, B. T. Tierney, S. Zimmerman, F. Barajas-Olmos, C. Contreras-Cubas, H. Garcia-Ortiz, A. L. Martínez-Hernández, J. M. Luber, P. Kirstahler, T. Blohm, F. E. Smiley, R. Arnold, S. A. Ballal, S. J. Pamp, J. Russ, F. Maixner, O. Rota-Stabelli, N. Segata, K. Reinhard, L. Orozco, C. Warinner, M. Snow, S. Leblanc, A. D. Kostic, Nature 2021, 594, 234.
C. Rose, A. Parker, B. Jefferson, E. Cartmell, Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2015, 45, 1827.
M. A. Toro-Londono, K. Bedoya-Urrego, G. M. Garcia-Montoya, A. L. Galvan-Diaz, J. F. Alzate, PeerJ 2019, 7, e6200.
M. A. Rubel, A. Abbas, L. J. Taylor, A. Connell, C. Tanes, K. Bittinger, V. N. Ndze, J. Y. Fonsah, E. Ngwang, A. Essiane, C. Fokunang, A. K. Njamnshi, F. D. Bushman, S. A. Tishkoff, Genome Biol. 2020, 21, 122.
F. Shanahan, C. Hill, Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2019, 16, 387.
R. Bharti, D. G. Grimm, Brief Bioinform. 2021, 22, 178.
D. Vandeputte, R. Y. Tito, R. Vanleeuwen, G. Falony, J. Raes, FEMS Microbiol. Rev. 2017, 41, S154.
B. V. H. Hornung, R. D. Zwittink, E. J. Kuijper, FEMS Microbiol. Ecol. 2019, 95, fiz045.
X. Wang, S. Howe, F. Deng, J. Zhao, Microorganisms 2021, 9, 1797.
G. B. Gloor, J. M. Macklaim, V. Pawlowsky-Glahn, J. J. Egozcue, Front. Microbiol. 2017, 8, 2224.
G. Galazzo, N. Van Best, B. J. Benedikter, K. Janssen, L. Bervoets, C. Driessen, M. Oomen, M. Lucchesi, P. H. Van Eijck, H. E. F. Becker, M. W. Hornef, P. H. Savelkoul, F. R. M. Stassen, P. F. Wolffs, J. Penders, Front. Cell Infect. Microbiol. 2020, 10, 403.
D. Vandeputte, G. Kathagen, K. D'Hoe, S. Vieira-Silva, M. Valles-Colomer, J. O. Sabino, J. Wang, R. Y. Tito, L. De Commer, Y. Darzi, S. V. Vermeire, G. Falony, J. Raes, Nature 2017, 551, 507.
Y. Ye, T. G. Doak, PLoS Comput. Biol. 2009, 5, e1000465.
C. S. Magnano, A. Gitter, NPJ Syst. Biol. Appl. 2021, 7, 12.
F. Guarner, J. R. Malagelada, Lancet 2003, 361, 512.
A. Vijay, A M. Valdes, Eur. J. Clin. Nutr. 2022, 76, 489.
C. R. Tiffany, A. J. Bäumler, Am. J. Physiol. - Gastrointest. Liver Physiol. 2019, 317, G602.
K. Dixit, D. Chaudhari, D. Dhotre, Y. Shouche, S. Saroj, Life Sci. 2021, 278, 119622.
J. A. Gilbert, M. J. Blaser, J. G. Caporaso, J. K. Jansson, S. V. Lynch, R. Knight, Nat. Med. 2018, 24, 392.
S. W. Olesen, E. J. Alm, Nat. Microbiol. 2016, 1, 1.
Xu Zhang, L. Li, J. Butcher, A. Stintzi, D. Figeys, Microbiome 2019, 7, 154.
N. B. Danneskiold-Samsã¸E, H. Dias De Freitas Queiroz Barros, R. Santos, J. L. Bicas, C. B. B. Cazarin, L. Madsen, K. Kristiansen, G. M. Pastore, S. Brix, Maróstica Júnior MR, Food Res. Int. 2019, 115, 23.
A. L. Cotillard, S. P. Kennedy, L. C. Kong, E. Prifti, N. Pons, E. Le Chatelier, M. Almeida, B. Quinquis, F. Levenez, N. Galleron, S. Gougis, S. Rizkalla, J. M. Batto, P. Renault, J. Dore, J. D. Zucker, K. Clement, S. D. Ehrlich, H. Blottiã¨Re, M. Leclerc, C. Juste, T. De Wouters, P. Lepage, C. Fouqueray, A. Basdevant, C. Henegar, C. Godard, M. Fondacci, A. Rohia, F. Hajduch, et al., Nature 2013, 500, 585.
M. Arumugam, J. Raes, E. Pelletier, D. Le Paslier, T. Yamada, D. R. Mende, G R. Fernandes, J. Tap, T. Bruls, J.-M. Batto, M. Bertalan, N. Borruel, F. Casellas, L. Fernandez, L. Gautier, T. Hansen, M. Hattori, T. Hayashi, M. Kleerebezem, K. Kurokawa, M. Leclerc, F. Levenez, C. Manichanh, H. B. R. Nielsen, T. Nielsen, N. Pons, J. Poulain, J. Qin, T. Sicheritz-Ponten, S. Tims, et al., Nature 2011, 473, 174.
M. Cheng, K. Ning, Genomics Proteomics Bioinformatics 2019, 17, 4.
P. Kovatcheva-Datchary, A. Nilsson, R. Akrami, Y. S. Lee, F. De' Vadder, T. Arora, A. Hallen, E. Martens, I. Björck, F. Bäckhed, Cell Metab. 2015, 22, 971.
M. F. Hjorth, T. L. Q. Bendtsen, J. K. Lorenzen, J. B. Holm, P. Kiilerich, H M. Roager, K. Kristiansen, L. H. Larsen, A. Astrup, Int. J. Obes. 2005, 43, 149.
A. Tett, K. D. Huang, F. Asnicar, H. Fehlner-Peach, E. Pasolli, N. Karcher, F. Armanini, P. Manghi, K. Bonham, M. Zolfo, F. De Filippis, C. Magnabosco, R. Bonneau, J. Lusingu, J. Amuasi, K. Reinhard, T. Rattei, F. Boulund, L. Engstrand, A. Zink, M. C. Collado, D. R. Littman, D. Eibach, D. Ercolini, O. Rota-Stabelli, C. Huttenhower, F. Maixner, N. Segata, Cell Host Microbe 2019, 26, 666.e7.
K. Korpela, H. J. Flint, A. M. Johnstone, J. Lappi, K. Poutanen, E. Dewulf, N. Delzenne, W. M. De Vos, A. Salonen, PLoS One 2014, 9, e90702.
D. Zeevi, T. Korem, N. Zmora, D. Israeli, D. Rothschild, A. Weinberger, O. Ben-Yacov, D. Lador, T. Avnit-Sagi, M. Lotan-Pompan, J. Suez, J. A. Mahdi, E. Matot, G. Malka, N. Kosower, M. Rein, G. Zilberman-Schapira, L. Dohnalovã¡, M. Pevsner-Fischer, R. Bikovsky, Z. Halpern, E. Elinav, E. Segal, Cell 2015, 163, 1079.
O. Ben-Yacov, A. Godneva, M. Rein, S. Shilo, D. Kolobkov, N. Koren, N. Cohen Dolev, T. Travinsky Shmul, B. C. Wolf, N. Kosower, K. Sagiv, M. Lotan-Pompan, N. Zmora, A. Weinberger, E. Elinav, E. Segal, Diabetes Care 2021, 44, 1980.
C. J. Popp, Lu Hu, A. Y. Kharmats, M. Curran, L. Berube, C. Wang, M. L. Pompeii, P. Illiano, D. E. St-Jules, M. Mottern, H. Li, N. Williams, A. Schoenthaler, E. Segal, A. Godneva, D. Thomas, M. Bergman, A. M. Schmidt, M. A. Sevick, JAMA Netw Open 2022, 1e2233760.
S. E. Berry, A. M. Valdes, D. A. Drew, F. Asnicar, M. Mazidi, J. Wolf, J. Capdevila, G. Hadjigeorgiou, R. Davies, H. Al Khatib, C. Bonnett, S. Ganesh, E. Bakker, D. Hart, M. Mangino, J. Merino, I. Linenberg, P. Wyatt, J. M. Ordovas, C. D. Gardner, L. M. Delahanty, A. T. Chan, N. Segata, P. W. Franks, T. D. Spector, Nat. Med. 2020, 26, 964.
D. Kirk, C. Catal, B. Tekinerdogan, Comput. Biol. Med. 2021, 133, 104365.
T. M. S. Wolever, Eur. J. Clin. Nutr. 2016, 70, 411.
R. Trivedi, K. Barve, Biochem. J. 2020, 477, 2679.
B A. Helmink, M. A. W Khan, A. Hermann, V. Gopalakrishnan, J A. Wargo, Nat. Med. 2019, 25, 377.
C. Holzapfel, MMW Fortschr. Med. 2019, 161, 52.
L. Tang, S. J. Chang, C.-J. Chen, J.-T. Liu, Sensors 2020, 20, 6925.
D. Vandeputte, G. Falony, S. Vieira-Silva, R. Y. Tito, M. Joossens, J. Raes, Gut 2016, 65, 57.
G. Falony, S. Vieira-Silva, J. Raes, Nat. Microbiol. 2018, 3, 526.
P. W. J. Maljaars, H. P. F. Peters, D. J. Mela, A. A. M. Masclee, Physiol. Behav. 2008, 95, 271.
S. Gonlachanvit, C.-W. Hsu, G. H. Boden, L. C. Knight, A. H. Maurer, R. S. Fisher, H. P. Parkman, Dig. Dis. Sci. 2003, 48, 488.
R. W. Chapman, J. K. Sillery, M. M. Graham, D. R. Saunders, Am. J. Clin. Nutr. 1985, 41, 1244.
C K. Rayner, M. Samsom, K L. Jones, M. Horowitz, Diabetes Care 2001, 24, 371.
M. Zhao, D. Liao, J. Zhao, World J. Diabetes 2017, 8, 249.
J Kw. Mok, J M. Makaronidis, R L. Batterham, Curr. Opin. Endocr. Metab. Res. 2019, 4, 4.
H. J. Kwon, J. H. Lim, D. Kang, S. Lim, S Ja Park, J. H. Kim, Intest. Res. 2019, 17, 419.
A. J. Johnson, P. Vangay, G. A. Al-Ghalith, B. M. Hillmann, T. L. Ward, R. R. Shields-Cutler, A. D. Kim, A. K. Shmagel, A. N. Syed, J. Walter, R. Menon, K. Koecher, D. Knights, Cell Host Microbe 2019, 25, 789.e5.
L. A. David, C. F. Maurice, R. N. Carmody, D. B. Gootenberg, J. E. Button, B. E. Wolfe, A. V. Ling, A. S. Devlin, Y. Varma, M. A. Fischbach, S. B. Biddinger, R. J. Dutton, P. J. Turnbaugh, Nature 2014, 505, 559.
E. E. Canfora, C. M. Van Der Beek, G. D. A. Hermes, G. H. Goossens, J. W. E. Jocken, J. J. Holst, H. M. Van Eijk, K. Venema, H. Smidt, E. G. Zoetendal, C. H. C. Dejong, K. Lenaerts, E. E. Blaak, Gastroenterology 2017, 153, 87.e3.
K. J. Portune, A. Benitez-Paez, E. M. G. Del Pulgar, V. Cerrudo, Y. Sanz, Mol. Nutr. Food Res. 2017, 61, 1600252.
R. Berni Canani, L. Paparo, R. Nocerino, C. Di Scala, G. Della Gatta, Y. Maddalena, A. Buono, C. Bruno, L. Voto, D. Ercolini, Front. Immunol. 2019, 10, 191.