High blood pressure (BP) continues to be a major, poorly controlled but modifiable risk factor for cardiovascular death. Among key Western lifestyle factors, a diet poor in fiber is associated with prevalence of high BP. The impact of lack of prebiotic fiber and the associated mechanisms that lead to higher BP are unknown. Here we show that lack of prebiotic dietary fiber leads to the development of a hypertensinogenic gut microbiota, hypertension and its complications, and demonstrate a role for G-protein coupled-receptors (GPCRs) that sense gut metabolites.One hundred seventy-nine mice including C57BL/6J, gnotobiotic C57BL/6J, and knockout strains for GPR41, GPR43, GPR109A, and GPR43/109A were included. C57BL/6J mice were implanted with minipumps containing saline or a slow-pressor dose of angiotensin II (0.25 mg·kg-1·d-1). Mice were fed diets lacking prebiotic fiber with or without addition of gut metabolites called short-chain fatty acids ([SCFA)] produced during fermentation of prebiotic fiber in the large intestine), or high prebiotic fiber diets. Cardiac histology and function, BP, sodium and potassium excretion, gut microbiome, flow cytometry, catecholamines and methylation-wide changes were determined.Lack of prebiotic fiber predisposed mice to hypertension in the presence of a mild hypertensive stimulus, with resultant pathological cardiac remodeling. Transfer of a hypertensinogenic microbiota to gnotobiotic mice recapitulated the prebiotic-deprived hypertensive phenotype, including cardiac manifestations. Reintroduction of SCFAs to fiber-depleted mice had protective effects on the development of hypertension, cardiac hypertrophy, and fibrosis. The cardioprotective effect of SCFAs were mediated via the cognate SCFA receptors GPR43/GPR109A, and modulated L-3,4-dihydroxyphenylalanine levels and the abundance of T regulatory cells regulated by DNA methylation.The detrimental effects of low fiber Westernized diets may underlie hypertension, through deficient SCFA production and GPR43/109A signaling. Maintaining a healthy, SCFA-producing microbiota is important for cardiovascular health.

Abstract The composition of the gut microbiome has been associated with clinical responses to immune checkpoint inhibitor (ICI) treatment, but there is limited consensus on the specific microbiome characteristics linked to the clinical benefits of ICIs. We performed shotgun metagenomic sequencing of stool samples collected before ICI initiation from five observational cohorts recruiting ICI-naive patients with advanced cutaneous melanoma ( n = 165). Integrating the dataset with 147 metagenomic samples from previously published studies, we found that the gut microbiome has a relevant, but cohort-dependent, association with the response to ICIs. A machine learning analysis confirmed the link between the microbiome and overall response rates (ORRs) and progression-free survival (PFS) with ICIs but also revealed limited reproducibility of microbiome-based signatures across cohorts. Accordingly, a panel of species, including Bifidobacterium pseudocatenulatum , Roseburia spp. and Akkermansia muciniphila , associated with responders was identified, but no single species could be regarded as a fully consistent biomarker across studies. Overall, the role of the human gut microbiome in ICI response appears more complex than previously thought, extending beyond differing microbial species simply present or absent in responders and nonresponders. Future studies should adopt larger sample sizes and take into account the complex interplay of clinical factors with the gut microbiome over the treatment course.

Abstract Midichloria are intracellular bacterial symbionts of ticks. Some representatives of this genus have the unique capability to colonize mitochondria in the cells of their hosts. Hypotheses on the nature of this interaction have proven difficult to test, partly due to a lack of data. Indeed, until now, mitochondrial tropism information and genomes were available only for symbionts of three and two tick host species, respectively. Here we analyzed the mitochondrial tropism of three additional Midichloria and sequenced nine novel genomes, showing that the tropism is pnon-monophyletic, either due to losses of the trait or multiple parallel acquisitions. Comparative genome analyses support the first hypothesis, as the genomes of non-mitochondrial symbionts appear to be reduced subsets of those capable of colonizing the organelles. We detect genomic signatures of mitochondrial tropism, showing a set of candidate genes characteristic of the strains capable of mitochondrial colonization. These include the type IV secretion system and the flagellum, which could allow the secretion of unique effectors, direct interaction with, or invasion of the mitochondria. Other genes, including putative adhesion molecules, proteins possibly involved in actin polymerization, cell wall and outer membrane proteins, are only present in mitochondrial symbionts. The bacteria could use these to manipulate host structures, including mitochondrial membranes, in order to fuse with the organelles or manipulate the mitochondrial network.

Background Hip fractures in frail patients result in excess mortality not accounted for by age or comorbidities. The mechanisms behind the high risk of mortality remain undetermined but are hypothesized to be related to the inflammatory status of frail patients. Methods In a prospective observational exploratory cohort study of hospitalized frail hip fracture patients, 92 inflammatory markers were tested in pre-operative serum samples and markers were tested against 6-month survival post-hip fracture surgery and incidence of acute kidney injury (AKI). After correcting for multiple testing, adjustments for comorbidities and demographics were performed on the statistically significant markers. Results Of the 92 markers tested, circulating levels of fibroblast growth factor 23 (FGF-23) and interleukin-15 receptor alpha (IL15RA), both involved in renal disease, were significantly correlated with 6-month mortality (27.5% overall) after correcting for multiple testing. The incidence of postoperative AKI (25.4%) was strongly associated with 6-month mortality, odds ratio = 10.57; 95% CI [2.76–40.51], and with both markers plus estimated glomerular filtration rate (eGFR)– cystatin C (CYSC) but not eGFR-CRE. The effect of these markers on mortality was significantly mediated by their effect on postoperative AKI. Conclusion High postoperative mortality in frail hip fracture patients is highly correlated with preoperative biomarkers of renal function in this pilot study. The effect of preoperative circulating levels of FGF-23, IL15RA, and eGFR-CYSC on 6-month mortality is in part mediated by their effect on postoperative AKI. Creatinine-derived preoperative renal function measures were very poorly correlated with postoperative outcomes in this group.

Metabolomics can uncover physiological responses to prebiotic fibre and omega-3 fatty acid supplements with known health benefits and identify response-specific metabolites. We profiled 534 stool and 799 serum metabolites in 64 healthy adults following a 6-week randomised trial comparing daily omega-3 versus inulin supplementation. Elastic net regressions were used to separately identify the serum and stool metabolites whose change in concentration discriminated between the two types of supplementations. Random forest was used to explore the gut microbiome’s contribution to the levels of the identified metabolites from matching stool samples. Changes in serum 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoate and indoleproprionate levels accurately discriminated between fibre and omega-3 (area under the curve (AUC) = 0.87 [95% confidence interval (CI): 0.63–0.99]), while stool eicosapentaenoate indicated omega-3 supplementation (AUC = 0.86 [95% CI: 0.64–0.98]). Univariate analysis also showed significant increases in indoleproprionate with fibre, 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoate, and eicosapentaenoate with omega-3. Out of these, only the change in indoleproprionate was partly explained by changes in the gut microbiome composition (AUC = 0.61 [95% CI: 0.58–0.64] and Rho = 0.21 [95% CI: 0.08–0.34]) and positively correlated with the increase in the abundance of the genus Coprococcus (p = 0.005). Changes in three metabolites discriminated between fibre and omega-3 supplementation. The increase in indoleproprionate with fibre was partly explained by shifts in the gut microbiome, particularly Coprococcus, previously linked to better health.

We investigated changes in microbiome composition and abundance of antimicrobial resistance (AMR) genes post-antibiotic treatment in severe trauma patients. Shotgun sequencing revealed beta diversity (Bray-Curtis) differences between 16 hospitalized multiple rib fractures patients and 10 age- and sex-matched controls (