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La microbiota intestinal es el conjunto de microorganismos que habita en inmunológicoel intestino humano de manera natural, estableciendo una relación estrecha con el hospedador que la alberga, al que le proporciona una serie de beneficios entre los que cabe destacar la función barrera contra bacterias potencialmente patógenas, el aprovechamiento de energía de alimentos no digeribles, y la maduración y desarrollo del sistema inmunológico. Hasta el momento, tanto estudios en humanos como en animales han demostrado que cambios en las poblaciones microbianas intestinales pueden tener consecuencias para la salud, y existen numerosos trabajos científicos que relacionan a una microbiota intestinal alterada (disbiosis intestinal), con procesos inflamatorios, asma alérgicos, enfermedades autoinmunes e incluso cáncer. El objetivo general de esta Tesis Doctoral es generar nuevo conocimiento sobre la composición de la microbiota intestinal en el marco de dos trastornos inmunológicos, el lupus eritematoso sistémico (LES) y el asma. A través del uso de técnicas independientes de cultivo, se analizaron muestras fecales y se determinó el perfil microbiano de grupos de individuos que padecían estas enfermedades, comparándolo con el de individuos sanos. De esta manera los resultados de esta Tesis Doctoral han contribuido a entender la relación entre la disbiosis intestinal que presenta la microbiota de estos individuos y su estado inmunológico. Para el caso del LES se estudiaron 20 mujeres de entre 34 y 68 años de edad, y se compararon con un grupo control sano. En asma alérgico se analizaron muestras de 21 pacientes de edades entre 24 y 57 años y se compararon con un grupo de 22 controles sanos de mismo sexo y rango de edad. Durante la primera parte de esta Tesis se optimizaron metodologías y protocolos de tratamiento de muestras fecales humanas.

Bifidobacterium animalis subsp. lactis se utiliza habitualmente en la formulación de alimentos probióticos al ser capaz de sobrevivir a los procesos tecnológicos aplicados en la industria. Algunas cepas sintetizan exopolisacáridos (EPS), polímeros de carbohidratos extracelulares que parecen estar implicados en la colonización de diversos ambientes, así como en la protección de la bacteria frente a condiciones adversas. Ha surgido un renovado interés en los EPS bacterianos por su efecto positivo sobre la salud humana y en nuestro grupo se había demostrado el papel de los EPS en la interacción bacteria-hospedador. Esto nos permitió plantear la hipótesis de que los EPS estarían implicados en los efectos beneficiosos ejercidos por las bifidobacterias, los cuales serían dependientes de la composición química y estructura de cada EPS. El objetivo de la Tesis Doctoral fue profundizar en el conocimiento sobre la biosíntesis de EPS en B. animalis subsp. lactis y analizar el papel biológico que estos polímeros desempeñan en el hospedador. El primer capítulo se centró en el estudio de la base genética de la síntesis de EPS en esta especie, así como en la caracterización físico-química de alguno de los polímeros. Mediante herramientas bioinformáticas identificamos en los genomas de bifidobacterias disponibles genes potencialmente implicados en la síntesis de EPS. Un estudio comparativo en distintas especies nos permitió diseñar cebadores específicos para la detección de p-gtf en el género Bifidobacterium como estrategia molecular para identificar cepas de bifidobacterias potencialmente productoras de EPS. Además, pudimos demostrar la implicación del gen wzz, relacionado con la determinación de longitud de cadena del polímero, en la síntesis de EPS. La obtención de cepas recombinantes isogénicas nos permitió establecer que una mutación en un sólo nucleótido afecta a las características físico- químicas de los EPS sintetizados, así como a la cepa productora, la cual adquiere un f