Metabolic phenotypes of major dietary (poly)phenols: identification of gut microbiota-derived metabolites in human urine

Abstract

Plant-based diets are associated with a reduced risk of obesity, diabetes, and cardiovascular diseases, largely due to bioactive compounds such as (poly)phenols. However, health effects vary significantly between individuals. The aim of this work was to identify gut microbiota-derived metabolites of (poly)phenols in human urine and associate them with metabolic phenotypes. A clinical trial with 300 healthy volunteers was conducted using the Oral (Poly)phenol Challenge Test (OPCT), in which participants consumed tablets containing plant extracts rich in diverse (poly)phenols. UHPLC-IMS-qToF-HRMS metabolomics was used to identify and quantify (poly)phenol metabolites derived from gut microbiota transformation in urine. Statistical methods were applied to classify metabolic phenotypes. Variability in metabolite production confirmed the existence of distinct gut metabotypes (producers vs. non-producers, high vs. low excretors).

As dietas "plant-based" estão associadas à redução do risco de obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares, em grande parte devido a compostos bioativos como os (poli)fenóis. No entanto, os efeitos sobre a saúde variam significativamente entre os indivíduos. O objetivo deste trabalho foi identificar metabólitos de (poli)fenóis derivados da microbiota intestinal na urina humana e associá-los a fenótipos metabólicos. Um ensaio clínico com 300 voluntários saudáveis foi realizado por meio do "Oral (Poly)phenol Challange Test" (OPCT), no qual os participantes consumiram comprimidos contendo extratos vegetais ricos em diferentes classes de (poli)fenóis. A metabolômica por UHPLC-IMS-qToF-HRMS foi utilizada para identificar e quantificar metabólitos de (poli)fenóis derivados da transformação pela microbiota intestinal na urina. Métodos estatísticos foram aplicados para classificar os fenótipos metabólicos. A variabilidade na produção de metabólitos confirmou a existência de distintos metabótipos intestinais (produtores vs. não-produtores, excretores altos vs. baixos).