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El enfoque principal de la investigación de nuestro grupo se basea en la Medicina y la Biología de Sistemas Integrativos, con especial énfasis en la comprensión del papel del microbioma en el envejecimiento, el rendimiento cognitivo y la salud metabólica y mental. Para lograr nuestros objetivos, llevamos a cabo una investigación altamente multidisciplinar que combina tecnologías de última generación post-genómicas -incluyendo metagenómica de shotgun, metabolómica y lipidómica por NMR y HPLC-MS/MS, y secuenciación de ARN, entre otras- con técnicas bioinformáticas computacionales avanzadas como el machine learning, la quimiometría y la estadística multivariante.

El grupo tiene una amplia experiencia en el análisis bioinformático de conjuntos de datos ómicos y su integración. Nuestra investigación se lleva a cabo en grandes cohortes humanas y validamos nuestros hallazgos utilizando modelos preclínicos como ratones y Drosophila melanogaster.

Nuestro objetivo es extraer e integrar datos ómicos y clínicos para obtener una comprensión holística de las complejas interacciones huésped-microbioma y la naturaleza multifactorial y heterogénea de las enfermedades no transmisibles. A través de este trabajo, tratamos de dilucidar los mecanismos moleculares que subyacen a la salud y la enfermedad. Nuestro objetivo final consiste en identificar nuevos biomarcadores o patrones que puedan servir de base para desarrollar terapias eficaces personalizadas y a medida, así como herramientas de diagnóstico, pronóstico y seguimiento para su traslación clínica.

Principales líneas de investigación

- Papel del microbioma en la salud metabólica (por ejemplo, obesidad, MASLD, diabetes), el comportamiento (adicción a la comida), el rendimiento cognitivo, la salud mental (depresión, ansiedad) y los trastornos neurodegenerativos (enfermedad de Alzheimer).

- Influencia de biomas no bacterianos (virus, arqueas, protistas y hongos) en la cognición y la salud metabólica y mental

- Metabolismo microbiano intestinal de la histidina en MASLD y otras enfermedades metabólicas relacionadas con la obesidad

- Regulación microbiana intestinal del metabolismo del triptófano en la cognición y la salud mental y metabólica.

- Impacto del eje microbioma-intestino-cerebro y del eje grasa-cerebro en la depresión

- Papel del microbioma intestinal en la fase inicial y la progresión de la enfermedad de Alzheimer

- Papel y mecanismos del microbioma intestinal en el envejecimiento y el deterioro cognitivo relacionado con la edad

- Influencia de las bacterias y virus intestinales en la adicción a la comida.

Objetivos estratégicos

Nuestros objetivos clave son:

  • Comprender la compleja naturaleza de las enfermedades no transmisibles (obesidad, diabetes, MASLD, trastornos mentales y neurológicos).
  • Dilucidar el papel de las intrincadas interacciones entre el huésped y el microbioma
  • Desentrañar los mecanismos moleculares subyacentes
  • Desarrollar opciones de tratamiento más eficaces, personalizadas, a medida y de fácil acceso, así como mejores herramientas de diagnóstico, pronóstico y seguimiento.

Para alcanzar estos objetivos, nos proponemos:

  • Incorporar una visión pan-kingdom del microbioma (incluyendo miembros en gran medida desatendidos como los virus o los eucariotas) y llevar a cabo un perfil funcional exhaustivo (combinando metagenómica con metabolómica), para captar eficazmente las interacciones huésped-microbioma.
  • Identificar firmas monómicas en cohortes longitudinales y a gran escala.
  • Validar los perfiles identificados en cohortes independientes.
  • Integrar los perfiles monómicos con datos clínicos y de neuroimagen (radiómica basada en IRM) para obtener una imagen holística de los mecanismos subyacentes a las interacciones microbioma-huésped.
  • Evaluar el posible papel causal de las especies/genes de la microbiota intestinal, sus metabolitos y miARN en células, ratones (por ejemplo, microbioma fecal y trasplantes virales) y modelos de mosca (por ejemplo, monocolonización con especies candidatas, suplementación dietética con metabolitos seleccionados, etc.).
Publicaciones
Rosell-Díaz M, Santos-González E, Motger-Albertí A, Gallardo-Nuell L, Arnoriaga-Rodríguez M, Coll-Martínez C, Ramió-Torrentà L, Garre-Olmo J, Puig J, Ramos R, Mayneris-Perxachs J, Manuel Fernández-Real J

Lower serum ferritin levels are associated with worse cognitive performance in aging

JOURNAL OF NUTRITION HEALTH & AGING, 2024, 28, 100190-100190 dx.doi.org/10.1016/j.jnha.2024.100190
Mayneris-Perxachs J, Castells-Nobau A, Fernández-Real JM

"Indole-gence"for the mind

CELL HOST & MICROBE, 2024, 32, 151-153 dx.doi.org/10.1016/j.chom.2024.01.006
Rosell-Díaz M, Petit-Gay A, Molas-Prat C, Gallardo-Nuell L, Ramió-Torrentà L, Garre-Olmo J, Pérez-Brocal V, Moya A, Jové M, Pamplona R, Puig J, Ramos R, Bäckhed F, Mayneris-Perxachs J, Fernández-Real JM

Metformin-induced changes in the gut microbiome and plasma metabolome are associated with cognition in men.

METABOLISM-CLINICAL AND EXPERIMENTAL, 2024, 157, 155941-155941 dx.doi.org/10.1016/j.metabol.2024.155941
Samulenaite S, García-Blanco A, Mayneris-Perxachs J, Domingo-Rodríguez L, Cabana-Domínguez J, Fernàndez-Castillo N, Gago-García E, Pineda-Cirera L, Burokas A, Espinosa-Carrasco J, Arboleya S, Latorre J, Stanton C, Hosomi K, Kunisawa J, Cormand B, Fernández-Real JM, Maldonado R, Martín-García E

Gut microbiota signatures of vulnerability to food addiction in mice and humans.

Gut, 2024, 73, 1799-1815 dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2023-331445
Castells-Nobau, A, Mayneris-Perxachs, J, Fernández-Real, JM

Unlocking the mind-gut connection: Impact of human microbiome on cognition

CELL HOST & MICROBE, 2024, 32, 1248-1263 dx.doi.org/10.1016/j.chom.2024.07.019
Lluch A, Latorre J, Oliveras-Cañellas N, Fernández-Sánchez A, Moreno-Navarrete JM, Castells-Nobau A, Comas F, Buxò M, Rodríguez-Hermosa JI, Ballester M, Espadas I, Martín-Montalvo A, Zhang B, Zhou Y, Burkhardt R, Höring M, Liebisch G, Castellanos-Rubio A, Santin I, Kar A, Laakso M, Pajukanta P, Olkkonen VM, Fernández-Real JM, Ortega FJ

A novel long non-coding RNA connects obesity to impaired adipocyte function.

Molecular Metabolism, 2024, 90, 102040-102040 dx.doi.org/10.1016/j.molmet.2024.102040
Castells-Nobau A, Moreno-Navarrete JM, de la Vega-Correa L, Puig I, Federici M, Sun J, Burcelin R, Guzylack-Piriou L, Gourdy P, Cazals L, Arnoriaga-Rodríguez M, Frühbeck G, Seoane LM, López-Miranda J, Tinahones FJ, Dieguez C, Dumas ME, Pérez-Brocal V, Moya A, Perakakis N, Mingrone G, Bornstein S, Rodriguez Hermosa JI, Castro E, Fernández-Real JM, Mayneris-Perxachs J

Multiomics of the intestine-liver-adipose axis in multiple studies unveils a consistent link of the gut microbiota and the antiviral response with systemic glucose metabolism.

Gut, 2024, 74, 229-245 dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2024-332602
Sojo-Vega L, Recasens M, Martínez J, Aguilera A, Ayala M, Admetlla N, Pellicer P, Blay C, Fabregat B, Esteve-Serra M, Riera L, Barahona R, Xifra G, Esteve E, Biarnés J, Pérez D, Gifre G, Mauri S, Costa E, Wos M, Buxó M, Fernández-Balsells M

Unseen threat: how subclinical atherosclerosis increases mortality risk in patients with type 1 diabetes.

CARDIOVASCULAR DIABETOLOGY, 2024, 23, 366-366 dx.doi.org/10.1186/s12933-024-02455-0
Castells-Nobau A, Puig I, Motger-Albertí A, de la Vega-Correa L, Rosell-Díaz M, Arnoriaga-Rodríguez M, Escrichs A, Garre-Olmo J, Puig J, Ramos R, Ramió-Torrentà L, Pérez-Brocal V, Moya A, Pamplona R, Jové M, Sol J, Martin-Garcia E, Martinez-Garcia M, Deco G, Maldonado R, Fernández-Real JM, Mayneris-Perxachs J

Microviridae bacteriophages influence behavioural hallmarks of food addiction via tryptophan and tyrosine signalling pathways.

Nature Metabolism, 2024, 6, 2157-2186 dx.doi.org/10.1038/s42255-024-01157-x
Castells-Nobau, A, Mayneris-Perxachs, J, Fernández-Real, JM

<i>Microviridae</i> bacteriophages in the gut microbiome and food addiction in humans

Nature Metabolism, 2024, 6, 2035-2036 dx.doi.org/10.1038/s42255-024-01158-w
Proyectos competitivos
Codi oficial: 2023_FI_1 00515 Sara Pauli Data inicio:01/06/2023 Data fi: 31/05/2026 Investigador/a principal: JORDI MAYNERIS PERXACHS, SARA PAULÍ I PLA Organisme finançador: AGÈNCIA DE GESTIÓ UNIVERSITARIS I RECERCA
Codi oficial: PI23/00575 Data inicio:01/01/2024 Data fi: 31/12/2026 Investigador/a principal: JORDI MAYNERIS PERXACHS Organisme finançador: INSTITUTO DE SALUD CARLOS III
Codi oficial: CNS2023-144218 Data inicio:01/04/2024 Data fi: 30/06/2026 Investigador/a principal: JORDI MAYNERIS PERXACHS Organisme finançador: MINISTERIO DE ECONOMIA E INNOVACION
Codi oficial: 2023_IBEC_JMP Data inicio:01/03/2024 Data fi: 30/06/2025 Investigador/a principal: JORDI MAYNERIS PERXACHS Organisme finançador: FUNDACIO INSTITUT DE BIOENGINYERIA DE CATALUNYA
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