Frontiers in Cellular and Infection Microbiology (Jul 2025)
Exploration of fecal microbiota in newly diagnosed patients with inflammatory bowel disease using shotgun metagenomics
- Macarena Orejudo,
- Manuel J. Gómez,
- Sabino Riestra,
- Montserrat Rivero,
- Ana Gutiérrez,
- Iago Rodríguez-Lago,
- Luis Fernández-Salazar,
- Daniel Ceballos,
- José Manuel Benítez,
- Mariam Aguas,
- Iria Bastón-Rey,
- Fernando Bermejo,
- María José Casanova,
- Rufo H. Lorente-Poyatos,
- Yolanda Ber,
- Daniel Ginard,
- María Esteve,
- Ruth de Francisco,
- María José García,
- Rubén Francés,
- Rubén Francés,
- Ainhoa Rodríguez,
- Noelia Alcaide Suárez,
- Elena Guerra del Río,
- Pilar Soto,
- Pilar Nos,
- Manuel Barreiro-de Acosta,
- Iván Guerra,
- Daniel Hervías Cruz,
- Manuel Domínguez Cajal,
- Vanesa Royo,
- Montserrat Aceituno,
- Laila Aldars-García,
- Ana Garre,
- Cristina Ramírez,
- Irene Soleto,
- Ina Schuppe-Koistinen,
- Lars Engstrand,
- Montse Baldán-Martín,
- Fátima Sánchez-Cabo,
- Javier P. Gisbert,
- María Chaparro
Affiliations
- Macarena Orejudo
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Manuel J. Gómez
- Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), Madrid, Spain
- Sabino Riestra
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario Central de Asturias and Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), Asturias, Spain
- Montserrat Rivero
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario Marqués de Valdecilla, Grupo de Investigación Clínica y Traslacional en Enfermedades Digestivas, Instituto de Investigación Valdecilla (IDIVAL), Santander, Spain
- Ana Gutiérrez
- Hospital General Universitario Dr Balmis de Alicante, Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante (ISABIAL) y Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Alicante, Spain
- Iago Rodríguez-Lago
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario de Galdakao, Galdakao, Vizcaya, Spain
- Luis Fernández-Salazar
- Biobizkaia Health Research Institute, Galdakao, Vizcaya, Spain
- Daniel Ceballos
- Gastroenterology Department, Hospital Clínico Universitario de Valladolid, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain
- José Manuel Benítez
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario de Gran Canaria Dr. Negrín, Las Palmas de Gran Canaria, Spain
- Mariam Aguas
- 0Gastroenterology Department, Hospital Universitario Reina Sofía and Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba (IMIBIC), Córdoba, Spain
- Iria Bastón-Rey
- 1Hospital Universitario La Fe, Health Research Institute La Fe, Valencia, Spain
- Fernando Bermejo
- 2Complexo Hospitalario Universitario de Santiago, Santiago de Compostela, Spain
- María José Casanova
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Rufo H. Lorente-Poyatos
- 3Hospital Universitario de Fuenlabrada, Madrid, Spain
- Yolanda Ber
- 4Hospital General Universitario de Ciudad Real, Ciudad Real, Spain
- Daniel Ginard
- 5Hospital San Jorge, Huesca, Spain
- María Esteve
- 6Hospital Universitari Son Espases, Palma de Mallorca, Spain
- Ruth de Francisco
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario Central de Asturias and Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), Asturias, Spain
- María José García
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario Marqués de Valdecilla, Grupo de Investigación Clínica y Traslacional en Enfermedades Digestivas, Instituto de Investigación Valdecilla (IDIVAL), Santander, Spain
- Rubén Francés
- 7Hospital Universitari Mutua Terrassa, Terrassa, Spain. Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Rubén Francés
- 8Grupo de Inmunobiología Hepática e Intestinal, Dpto. Medicina Clínica e Instituto Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDIBE), Universidad Miguel Hernández, San Juan, Alicante, Spain
- Ainhoa Rodríguez
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario de Galdakao, Galdakao, Vizcaya, Spain
- Noelia Alcaide Suárez
- Biobizkaia Health Research Institute, Galdakao, Vizcaya, Spain
- Elena Guerra del Río
- Gastroenterology Department, Hospital Clínico Universitario de Valladolid, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain
- Pilar Soto
- Gastroenterology Department, Hospital Universitario de Gran Canaria Dr. Negrín, Las Palmas de Gran Canaria, Spain
- Pilar Nos
- 0Gastroenterology Department, Hospital Universitario Reina Sofía and Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba (IMIBIC), Córdoba, Spain
- Manuel Barreiro-de Acosta
- 1Hospital Universitario La Fe, Health Research Institute La Fe, Valencia, Spain
- Iván Guerra
- 2Complexo Hospitalario Universitario de Santiago, Santiago de Compostela, Spain
- Daniel Hervías Cruz
- 3Hospital Universitario de Fuenlabrada, Madrid, Spain
- Manuel Domínguez Cajal
- 4Hospital General Universitario de Ciudad Real, Ciudad Real, Spain
- Vanesa Royo
- 5Hospital San Jorge, Huesca, Spain
- Montserrat Aceituno
- 6Hospital Universitari Son Espases, Palma de Mallorca, Spain
- Laila Aldars-García
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Ana Garre
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Cristina Ramírez
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Irene Soleto
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Ina Schuppe-Koistinen
- 9Centre for Translational Microbiome Research, Department Microbiology, Tumor and Cell Biology, Karolinska Institute, Solna, Sweden
- Lars Engstrand
- 9Centre for Translational Microbiome Research, Department Microbiology, Tumor and Cell Biology, Karolinska Institute, Solna, Sweden
- Montse Baldán-Martín
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- Fátima Sánchez-Cabo
- Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC), Madrid, Spain
- Javier P. Gisbert
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- María Chaparro
- Hospital Universitario de La Princesa, Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS-Princesa), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Madrid, Spain
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1595884
- Journal volume & issue
-
Vol. 15
Abstract
IntroductionDysbiosis is a key mechanism in inflammatory bowel disease (IBD) pathophysiology. Previous microbiota studies in IBD generally have involved patients treated with immunosuppressive agents, which can affect the results. We aimed to elucidate the fecal microbiota composition in newly diagnosed treatment-naïve IBD patients.MethodsMicrobiota from stool samples were investigated using shotgun metagenomics sequencing and subsequent bioinformatics analysis.ResultsA total of 103 patients with Crohn's disease (CD), 144 with ulcerative colitis (UC), and 49 healthy controls (HC) were included. CD patients had significantly lower species-level diversity than those with UC and HC. CD subgroups with Ileocolonic location and stricturing behavior showed reduced diversity compared to HC. A negative correlation was observed between endoscopic severity and microbial diversity in CD patients. UC patients had similar microbial diversity to HC, which was unaffected by disease activity. Taxonomic abundance analysis revealed a tendency towards a higher relative abundance of Escherichia coli and a lower relative abundance of Faecalibacterium prausnitzii in IBD patients compared to HC. However, the most significant differences in these patients compared to HC were observed in less abundant species, such as Toxoplasma gondii, Gemella morbillorum, and several species of the Adlercreutzia genera. Functional analysis in these patients highlighted changes in carbohydrate and nucleotide pathways.DiscussionOur data suggest that newly diagnosed CD patients show significant microbiota composition disparities compared to UC patients and HC. Microbiota differences in these patients are linked to dysbiosis, characterized by a reduction in beneficial genera such as Gemella and Adlercreutzia, and a rise in pathogenic species.
Keywords