PhD thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2022

Inflammatory bowel disease (IBD) is a common cause of chronic gastrointestinal signs in dogs and humans. IBD arises from an interplay of genetic, environmental, microbial and immunologic factors. In Yorkshire Terriers a specific IBD type has been described which is distinct from other breeds suggesting the existence of a breed-specific “Yorkshire Terrier enteropathy” (YTE). Yorkshire Terriers with YTE often show clinical signs associated with low oncotic pressure caused by intestinal protein loss. IBD is associated with an imbalance of the intestinal microbiome termed dysbiosis. The incidence of dysbiosis in YTE and the effects of treatment are yet unknown. Metabolomics can provide information about the metabolic function of the intestinal microbiome. So far, the plasma and fecal metabolomic profile in Yorkshire Terriers with YTE and the effects of treatment are unknown. Therefore, the objective of this thesis was to compare the dysbiosis index in Yorkshire Terriers with active YTE, in Yorkshire Terriers with YTE in clinical remission, and in healthy Yorkshire Terriers. Furthermore, we compared the plasma and fecal metabolomic profiles in Yorkshire Terriers with active YTE, Yorkshire Terriers in clinical remission, and healthy Yorkshire Terriers. The dysbiosis index was used for the assessment of intestinal dysbiosis and the analysis of seven bacterial groups with important metabolic functions. A targeted metabolomic approach was used to measure fecal concentrations of selected unconjugated bile acids, cholesterol, plant sterols and their metabolites and long chain fatty acids by gas chromatography (GC) coupled with a mass spectrometer. Plasma metabolite profiles were analysed by flow injection analysis-tandem mass spectrometry (FIA-MS/MS) and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) using a targeted metabolomics kit with a coverage of 650 metabolites. YTE was associated with dysbiosis and a significant decrease in the fecal abundances of Fusobacterium and Cl. hiranonis. Fecal concentrations of long chain fatty acids were increased, while plasma concentrations of long chain fatty acids were decreased in dogs with YTE. The fecal concentrations of ursodeoxycholic acid and the plasma concentration of taurodeoxycholic acid, both secondary bile acids, were decreased in dogs with YTE. The fecal concentration of the plant sterols campesterol and brassicasterol were increased, while the plant sterol metabolite sitostanol was significantly decreased in YTE dogs compared to healthy dogs. Only the concentrations of fecal long chain fatty acids normalized after successful treatment. In conclusion, the results showed that YTE is accompanied by intestinal dysbiosis and a decrease of bacterial groups with important metabolic functions. YTE is associated with changes in lipid and bile acid metabolism. These changes only recovered partially despite clinical remission. They might be breed-specific and involved in the pathogenesis of YTE.

PhD Thesis - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2022

Inflammatory bowel disease (IBD) ist eine häufige Ursache für chronische gastrointestinale Symptome bei Hunden und Menschen. IBD entsteht durch ein Zusammenspiel von genetischen, umweltbedingten, mikrobiellen und immunologischen Faktoren. Bei Yorkshire Terriern wurde ein spezifischer IBD-Typ beschrieben, welcher sich von dem anderer Rassen unterscheidet und auf eine rassespezifische "Yorkshire-Terrier-Enteropathie" (YTE) schließen lässt. Yorkshire Terrier mit YTE zeigen häufig klinische Anzeichen, welche mit einem niedrigen onkotischen Druck einhergehen, der durch einen enteralen Proteinverlust verursacht wird. IBD ist mit einem Ungleichgewicht des intestinalen Mikrobioms verbunden, das als Dysbiose bezeichnet wird. Die Häufigkeit einer Dysbiose bei YTE und die Auswirkungen einer Behandlung sind jedoch unbekannt. Die Metabolomik kann Informationen über die metabolische Funktion des Darmmikrobioms liefern. Bislang sind das Metabolom-Profil im Plasma und im Kot von Yorkshire Terriern mit YTE und die Auswirkungen einer Behandlung unbekannt. Daher war das Ziel dieser Arbeit, den Dysbiose-Index bei Yorkshire Terriern mit aktiver YTE mit dem von Yorkshire Terriern mit YTE in klinischer Remission und dem gesunder Yorkshire Terrier zu vergleichen. Darüber hinaus wurden die metabolischen Profile im Plasma und im Kot von Yorkshire Terriern mit aktiver YTE, Yorkshire Terriern in klinischer Remission und gesunden Yorkshire Terriern verglichen. Der Dysbiose-Index ermöglicht die Bewertung einer Darmdysbiose und dient der Quantifizierung von sieben zentralen Bakterienstämmen mit wichtigen Stoffwechselfunktionen. Mit einem gezielten-Metabolomik-Ansatz wurden die fäkalen Konzentrationen von Cholesterin, Pflanzensterinen und deren Metaboliten, ausgewählten nicht konjugierten Gallensäuren sowie langkettigen Fettsäuren mittels Gaschromatographie (GC) in Verbindung mit einem Massenspektrometer gemessen. Plasmametabolitenprofile wurden mittels Fließinjektionsanalyse-Tandem-Massenspektrometrie (FIA-MS/MS) und Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) unter Verwendung eines gezielten-Metabolomik-Ansatz analysiert. Hierfür wurde ein Metabolomik-Kit mit einer Abdeckung von 650 Metaboliten verwendet. Hunde mit YTE hatten eine Dysbiose und eine signifikante Abnahme der fäkalen Häufigkeiten von Fusobacterium und Cl. hiranonis. Die fäkalen Konzentrationen langkettiger Fettsäuren waren erhöht, während die Plasmakonzentrationen langkettiger Fettsäuren bei Hunden mit YTE verringert waren. Die fäkalen Konzentrationen von Ursodeoxycholsäure und die Plasmakonzentration von Taurodeoxycholsäure, beides sekundäre Gallensäuren, waren bei Hunden mit YTE verringert. Die fäkalen Konzentrationen der Pflanzensterine Campesterol und Brassicasterol waren bei Hunden mit YTE im Vergleich zu gesunden Hunden erhöht, während der Pflanzensterin-Metabolit Sitostanol signifikant verringert war. Nur die Konzentrationen der langkettigen Fettsäuren im Kot normalisierten sich nach erfolgreicher Behandlung. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die YTE mit Dysbiose und einer Reduktion von Bakterienstämmen mit wichtigen Stoffwechselfunktionen einhergeht. Die YTE ist mit Veränderungen im Lipid- und Gallensäurestoffwechsel verbunden. Diese Veränderungen normalisierten sich trotz klinischer Remission nur teilweise. Sie könnten rassespezifisch und an der Pathogenese der YTE beteiligt sein.

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84 Seiten