La microbiota intestinal y su relación con el envejecimiento vascular precoz en una población española (estudio MIVAS)

Abstract

[ES] Antecedentes: La microbiota intestinal y sus subproductos son cada vez más reconocidos por tener un papel decisivo en las enfermedades cardiovasculares. Investigaciones recientes destacan el papel potencial de las variaciones específicas según el sexo en estas patologías, demostrándose que el microbioma intestinal difiere entre los sexos en pacientes con factores de riesgo cardiovascular. Este estudio tiene como objetivos analizar la relación entre la microbiota intestinal y el envejecimiento vascular precoz (EVA), así como examinar las diferencias entre mujeres y hombres en la relación entre la microbiota intestinal y las medidas de rigidez arterial. Métodos: Se desarrolló un estudio observacional de casos y controles en Salamanca (España) en el que se reclutaron 180 sujetos (122 mujeres, 58 hombres) con edades entre 45 y 74 años. El EVA y la rigidez arterial se definieron por la presencia de al menos uno de los siguientes parámetros: velocidad de onda de pulso carótida-femoral (cf-PWV) superior a 12 m/s, índice vascular cardio-tobillo (CAVI) superior a 9, o velocidad de onda de pulso brazo-tobillo (ba-PWV) superior a 17.5 m/s, o por encima del percentil 90 de la población de referencia. Los sujetos que no cumplían estos criterios fueron considerados con envejecimiento vascular normal (NVA) o sin rigidez arterial. La cf-PWV se midió mediante el sistema SphygmoCor; CAVI y ba-PWV se determinaron mediante el dispositivo Vasera 2000. La composición del microbioma intestinal en muestras fecales se determinó mediante secuenciación Illumina de ARNr 16S. Resultados: La edad media fue de 64,4 ± 6,9 años en el grupo EVA (n = 81) y 60,4 ± 7,6 años en NVA (n = 99) (p < 0,01). Las mujeres representaron el 41% en el grupo EVA y el 53% en NVA. No hubo diferencias en la composición general de la microbiota intestinal entre los grupos EVA y NVA al evaluar la proporción Firmicutes/Bacteriodetes, diversidad alfa (Índice de Shannon) y diversidad beta (Bray-Curtis). Sin embargo, los géneros Bilophila, Faecalibacterium sp. UBA1819 y Phocea estaban aumentados en el grupo EVA, mientras que Cedecea, Lactococcus, Pseudomonas, Succiniclasticum y Dielma se encontraron en menor abundancia. En el análisis de regresión logística, Bilophila (OR: 1,71, IC 95%: 1,12-2,6, p = 0,013) mantuvo significación estadística. Al analizar las diferencias por sexo, encontramos que las mujeres tienen un microbioma más diverso que los hombres (Shannon, p < 0.05) y existe una diferencia significativa en la composición de la microbiota intestinal entre sexos (Bray-Curtis, p < 0.01). Dorea, Roseburia y Agathobacter, todos ellos productores de ácidos grasos de cadena corta, fueron más abundantes en la microbiota de las mujeres (valores logarítmicos > 1, valor p y FDR < 0.05). Además, Blautia fue más abundante en mujeres cuando solo se consideraron los sujetos con rigidez arterial. De acuerdo con la regresión logística, Roseburia se asoció negativamente con la rigidez arterial en hombres, mientras que Bifidobacterium y Subdoligranulum se relacionaron positivamente con la rigidez arterial. Conclusiones: En la población española estudiada, el envejecimiento vascular precoz está positivamente asociado con la abundancia en la microbiota intestinal del género Bilophila, sin encontrarse relación entre la abundancia de filos y las medidas de diversidad. Adicionalmente, las mujeres presentaron mayor diversidad del microbioma y géneros potencialmente protectores, y el género del huésped determina la influencia de las mismas bacterias en la rigidez arterial. Estos hallazgos subrayan la importancia de considerar las diferencias por sexo al estudiar la relación entre microbiota intestinal y salud cardiovascular.

[EN] Background: Gut microbiota and its byproducts are increasingly recognized as having a decisive role in cardiovascular diseases. Recent research highlights the potential role of sex-specific variations in these pathologies, demonstrating that the intestinal microbiome differs between sexes in patients with cardiovascular risk factors. This study aims to analyze the relationship between gut microbiota and early vascular aging (EVA) and examine differences between women and men in the relationship between gut microbiota and measures of arterial stiffness. Methods: A cross-sectional study was conducted in Salamanca (Spain), recruiting 180 subjects (122 women, 58 men) aged between 45 and 74 years. EVA and arterial stiffness were defined by the presence of at least one of the following parameters: carotid-femoral pulse wave velocity (cf-PWV) above 12 mm/s, cardio-ankle vascular index (CAVI) above nine, or brachial-ankle pulse wave velocity (ba- PWV) above 17.5 m/s, or above the 90th percentile of the reference population. Subjects who did not meet these criteria were considered to have normal vascular aging (NVA) or no arterial stiffness. The cf-PWV was measured using the SphygmoCor system; CAVI and ba-PWV were determined using the Vasera 2000 device. Gut microbiome composition in fecal samples was determined by Illumina sequencing of 16S rRNA. Results: The mean age was 64.4 ± 6.9 years in the EVA group and 60.4 ± 7.6 years (n=81) in the NVA group (n=99) (p < 0.01). Women represented 41% in the EVA group and 53% in the NVA group. There were no differences in the overall composition of gut microbiota between the EVA and NVA groups when evaluating the Firmicutes/Bacteriodetes ratio, alpha diversity (Shannon Index), and beta diversity (Bray-Curtis). However, the genera Bilophila, Faecalibacterium sp. UBA1819, and Phocea were increased in the EVA group, while Cedecea, Lactococcus, Pseudomonas, Succiniclasticum, and Dielma were found in lower abundance. In the logistic regression analysis, Bilophila (OR: 1.71, 95% CI: 1.12- 2.6, p = 0.013) maintained statistical significance. When analyzing sex differences, we found that women have a more diverse microbiome than men (Shannon, p < 0.05) and there is a significant difference in gut microbiota composition between sexes (Bray-Curtis, p < 0.01). Dorea, Roseburia, and Agathobacter, all short-chain fazy acid producers, were more abundant in women's microbiota (log values > 1, p-value and FDR < 0.05). Additionally, Blautia was more abundant in women when only subjects with arterial stiffness were considered. According to logistic regression, Roseburia was negatively associated with arterial stiffness in men, while Bifidobacterium and Subdoligranulum were positively related to arterial stiffness. Conclusions: In the Spanish population studied, early vascular aging is positively associated with the abundance of the genus Bilophila in the gut microbiota, with no relationship found between phyla abundance and diversity measures. Additionally, women presented greater microbiome diversity and potentially protective genera, and host sex determines the influence of the same bacteria on arterial stiffness. These findings underscore the importance of considering sex differences when studying the relationship between gut microbiota and cardiovascular health.