Untargeted Metabolomics Identifies Faecal Filtrate-Derived Metabolites That Disrupt Clostridioides difficile Metabolism and Confer Gut Barrier Cytoprotection
Notice bibliographique
Résumé
Recurrent Clostridioides difficile infection (rCDI) remains a major therapeutic challenge. Although faecal microbiota transplantation (FMT) is highly effective and thought to restore microbial composition and metabolic function, the mechanisms underlying its success are not fully understood. In particular, the contribution of non-bacterial components such as soluble metabolites remains unclear. Therefore, further investigation is needed to identify the mechanistic drivers of FMT efficacy and clarify how non-bacterial factors contribute to therapeutic outcomes. Here, we applied untargeted three-dimensional Orbitrap secondary ion mass spectrometry (3D OrbiSIMS) to profile faecal metabolic reprogramming in rCDI patients pre- and post-FMT, alongside C. difficile cultures exposed to sterile faecal filtrates. FMT induced extensive metabolic shifts, restoring glyoxylate/dicarboxylate and glycerophosphoinositol pathways and normalising disrupted bile acid and amino acid profiles. Faecal filtrate exposure caused strain-specific metabolic disruption in C. difficile, depleting proline, fumarate and succinate while enriching tryptophan. While multiple metabolite classes were profiled, the most significant functional changes were observed in lipids. Lipidomics identified >3.8-fold enrichment of phosphatidylinositol (PI) species, which localised to bacterial membranes and conferred cytoprotection against C. difficile toxins and other epithelial insults. Spatial metabolomics imaging revealed, for the first time, metabolite compartmentalisation within C. difficile, with proline and succinate broadly distributed across the cell surface and fumarate confined to distinct microdomains, highlighting functional heterogeneity in pathogen metabolism. Collectively, these findings demonstrate that soluble metabolites within faecal filtrates mediate pathogen suppression and epithelial barrier protection, establishing metabolite-driven mechanisms underlying FMT efficacy and identifying PI lipids as candidate post-biotic therapeutics for rCDI.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».