Abstract Several studies have shown that gut bacteria have a role in diabetes in murine models. Specific bacteria have been correlated with the onset of diabetes in a rat model. However, it is unknown whether human intestinal microbes have a role in the development of autoimmunity that often leads to type 1 diabetes (T1D), an autoimmune disorder in which insulin-secreting pancreatic islet cells are destroyed. High-throughput, culture-independent approaches identified bacteria that correlate with the development of T1D-associated autoimmunity in young children who are at high genetic risk for this disorder. The level of bacterial diversity diminishes overtime in these autoimmune subjects relative to that of age-matched, genotype-matched, nonautoimmune individuals. A single species, Bacteroides ovatus, comprised nearly 24% of the total increase in the phylum Bacteroidetes in cases compared with controls. Conversely, another species in controls, represented by the human firmicute strain CO19, represented nearly 20% of the increase in Firmicutes compared with cases overtime. Three lines of evidence are presented that support the notion that, as healthy infants approach the toddler stage, their microbiomes become healthier and more stable, whereas, children who are destined for autoimmunity develop a microbiome that is less diverse and stable. Hence, the autoimmune microbiome for T1D may be distinctly different from that found in healthy children. These data also suggest bacterial markers for the early diagnosis of T1D. In addition, bacteria that negatively correlated with the autoimmune state may prove to be useful in the prevention of autoimmunity development in high-risk children.

Recent studies have suggested a bacterial role in the development of autoimmune disorders including type 1 diabetes (T1D). Over 30 billion nucleotide bases of Illumina shotgun metagenomic data were analyzed from stool samples collected from four pairs of matched T1D case-control subjects collected at the time of the development of T1D associated autoimmunity (i.e., autoantibodies). From these, approximately one million open reading frames were predicted and compared to the SEED protein database. Of the 3,849 functions identified in these samples, 144 and 797 were statistically more prevalent in cases and controls, respectively. Genes involved in carbohydrate metabolism, adhesions, motility, phages, prophages, sulfur metabolism, and stress responses were more abundant in cases while genes with roles in DNA and protein metabolism, aerobic respiration, and amino acid synthesis were more common in controls. These data suggest that increased adhesion and flagella synthesis in autoimmune subjects may be involved in triggering a T1D associated autoimmune response. Extensive differences in metabolic potential indicate that autoimmune subjects have a functionally aberrant microbiome. Mining 16S rRNA data from these datasets showed a higher proportion of butyrate-producing and mucin-degrading bacteria in controls compared to cases, while those bacteria that produce short chain fatty acids other than butyrate were higher in cases. Thus, a key rate-limiting step in butyrate synthesis is more abundant in controls. These data suggest that a consortium of lactate- and butyrate-producing bacteria in a healthy gut induce a sufficient amount of mucin synthesis to maintain gut integrity. In contrast, non-butyrate-producing lactate-utilizing bacteria prevent optimal mucin synthesis, as identified in autoimmune subjects.

Non-human primates (NHPs) are the group that most share infectious agents with humans due to their close taxonomic relationship. The southern brown howler monkeys (Alouatta guariba clamitans) are endemic primates from Brazil and Argentina's Atlantic Forest. This study aimed to investigate the presence of intestinal parasites in free-living (FL) and captive (CA) southern brown howler monkeys. Thirty-nine stool samples were collected in two areas in southern Brazil, 15 FL and 24 CA. Stool sediments obtained by centrifugal sedimentation technique were used for microscopic analysis and direct immunofluorescence assay and evaluated by molecular analysis through amplification and sequencing of TPI fragments. Intestinal parasites Giardia duodenalis, Cryptosporidium spp., and Trypanoxyuris minutus were detected at coproparasitological analysis. This is the first report of the presence of Cryptosporidium spp. in free-living howlers. The molecular characterization of G. duodenalis isolates indicated assemblage B for the first time found in free-living A. guariba clamitans. The high prevalence of G. duodenalis transmission in CA howler monkeys can be explained by direct contact with humans and frequent soil contact. The presence of a potentially zoonotic assemblage in these animals indicates that the process of fragmentation and cohabitation with humans and livestock affects the wildlife, thus indicating a need for eco-health measures.

Abstract Modulating the soil microbiome by applying microbial inoculants has gained increasing attention as eco-friendly option to improve soil disease suppressiveness. Currently, studies unraveling the interplay of inoculants, root-associated microbiome, and plant response are lacking for apple trees. Here, we provide insights into the ability of Bacillus velezensis FZB42 or Pseudomonas sp. RU47 to colonize apple root-associated microhabitats and to modulate their microbiome. We applied the two strains to apple plants grown in soils from the same site either affected by apple replant disease (ARD) or not (grass), screened their establishment by selective plating, and measured phytoalexins in roots 3, 16, and 28 days post inoculation (dpi). Sequencing of 16S rRNA gene and ITS fragments amplified from DNA extracted 28 dpi from different microhabitat samples revealed significant inoculation effects on fungal β-diversity in root-affected soil and rhizoplane. Interestingly, only in ARD soil, most abundant bacterial amplicon sequence variants (ASVs) changed significantly in relative abundance. Relative abundances of ASVs affiliated with Enterobacteriaceae were higher in rhizoplane of apple grown in ARD soil and reduced by both inoculants. Bacterial communities in the root endosphere were not affected by the inoculants but their presence was indicated. Interestingly and previously unobserved, apple plants responded to the inoculants with increased phytoalexin content in roots, more pronounced in grass than ARD soil. Altogether, our results indicate that FZB42 and RU47 were rhizosphere competent, modulated the root-associated microbiome, and were perceived by the apple plants, which could make them interesting candidates for an eco-friendly mitigation strategy of ARD. Key points • Rhizosphere competent inoculants modulated the microbiome (mainly fungi) • Inoculants reduced relative abundance of Enterobacteriaceae in the ARD rhizoplane • Inoculants increased phytoalexin content in roots, stronger in grass than ARD soil