Gut Microbiome Dysbiosis: An Ecological and Functional Framework for Detection, Prevention and Therapeutic Management (2)

Description

PART II: DETECTION OF GUT MICROBIOME DYSBIOSIS

From Taxonomic Testing to Functional and Ecological Assessment

Authors:
Prof. Dr. Cojocaru Manole, MD, Ph.D¹,³; Psih. Tihan Eusebiu Jean, M.Sc.²,³

Affiliations:
¹Titu Maiorescu University, Faculty of Medicine, Bucharest, Romania
²Tihan și Asociații, Professional Civil Society of Psychology, Bucharest, Romania
³Academy of Sciences of Romania

ORCID:
Prof. Dr. Cojocaru Manole: https://orcid.org/0000-0002-7192-7490
Psih. Tihan Eusebiu Jean: https://orcid.org/0009-0008-8316-3679

Correspondence: Prof. Dr. Cojocaru Manole, Titu Maiorescu University, Faculty of Medicine, Bucharest, Romania. Email: cojocaru.manole@gmail.com

Cojocaru, Manole; Tihan, Eusebiu Jean (2026). ”Gut Microbiome Dysbiosis: An Ecological and Functional Framework for Detection, Prevention and Therapeutic Management (2)”, in Index Academic, II 2026, DOI: 10.58679/IA20244, https://www.indexacademic.ro/en/pdf/gut-microbiome-dysbiosis-2/

ABSTRACT

Background: The clinical translation of gut microbiome science has been constrained by fundamental methodological and conceptual challenges. While next-generation sequencing technologies have enabled comprehensive characterization of the human gut microbiome, the translation of this knowledge into routine clinical practice remains limited. Current stool-based microbiome analyses are constrained by biological variability, methodological heterogeneity, limited standardization and insufficient clinical validation.

Objectives: This review examines the current state of gut microbiome detection and assessment, with emphasis on the limitations of taxonomic profiling and the potential for functional and ecological approaches. It critically evaluates available testing technologies, the problem of reference ranges, the distinction between stool and mucosal microbiomes, and the emerging role of artificial intelligence in microbiome diagnostics.

Methods: A narrative review was conducted based on synthesis of contemporary scientific literature addressing gut microbiome detection technologies, methodological challenges, biological variability, and clinical applications of microbiome testing.

Results: The clinical detection of gut microbiome dysbiosis presents a fundamental methodological challenge: the microbial ecosystem is intrinsically variable, whereas conventional clinical diagnostics are based on relatively stable deviations from reference ranges. A single stool sample provides only a snapshot of an ecosystem in motion. Current microbiome testing technologies, including qPCR, 16S rRNA sequencing, and shotgun metagenomics, provide different levels of information but all share limitations for clinical application. The authors propose that clinically meaningful assessment requires integration of microbial diversity, functional capacity, ecological stability, resistance and resilience. Disease-associated microbial signatures remain investigational, and artificial intelligence approaches require rigorous validation before clinical implementation.

Conclusions: Current microbiome diagnostics are better at describing microbial composition than at definitively diagnosing ecological dysfunction. The central limitations are not merely technological but arise from the biology of the ecosystem itself. A clinically meaningful understanding of dysbiosis requires a transition from predominantly taxonomic interpretation toward integrated assessment of microbial diversity, functional capacity, ecological stability and host-microbiome interactions. Routine microbiome testing should be interpreted cautiously and should not be used in isolation to determine therapeutic management.

Public Health Utility Statement: This review provides clinicians with a critical framework for understanding the current limitations of microbiome testing and the importance of functional and ecological assessment. It emphasizes that microbiome testing should be interpreted cautiously and should not replace clinical judgment in patient management.

Keywords: gut microbiome; dysbiosis; microbiome diagnostics; 16S rRNA sequencing; shotgun metagenomics; microbial diversity; artificial intelligence; clinical validation

Disbioza microbiomului intestinal: Un cadru ecologic și funcțional pentru depistare, prevenire și gestionare terapeutică

PARTEA A II-A: DETECTAREA DISBIOZEI MICROBIOMULUI INTESTINAL

De la testarea taxonomică la evaluarea funcțională și ecologică

REZUMAT

Context: Transpunerea clinică a științei microbiomului intestinal a fost constrânsă de provocări metodologice și conceptuale fundamentale. Deși tehnologiile de secvențiere de generație nouă au permis caracterizarea comprehensivă a microbiomului intestinal uman, transpunerea acestor cunoștințe în practica clinică de rutină rămâne limitată. Analizele actuale ale microbiomului pe bază de scaun sunt constrânse de variabilitatea biologică, eterogenitatea metodologică, standardizarea limitată și validarea clinică insuficientă.

Obiective: Acest review examinează starea actuală a detectării și evaluării microbiomului intestinal, cu accent pe limitările profilării taxonomice și potențialul abordărilor funcționale și ecologice. Evaluează critic tehnologiile de testare disponibile, problema intervalelor de referință, distincția dintre microbiomul fecal și cel mucozal și rolul emergent al inteligenței artificiale în diagnosticul microbiomului.

Metode: A fost realizat un review narativ bazat pe sinteza literaturii științifice contemporane privind tehnologiile de detectare a microbiomului, provocările metodologice, variabilitatea biologică și aplicațiile clinice ale testării microbiomului.

Rezultate: Detectarea clinică a disbiozei microbiomului intestinal prezintă o provocare metodologică fundamentală: ecosistemul microbian este intrinsec variabil, în timp ce diagnosticul clinic convențional se bazează pe abateri relativ stabile de la intervalele de referință. O probă unică de scaun oferă doar o imagine instantanee a unui ecosistem în mișcare. Tehnologiile actuale de testare a microbiomului, inclusiv qPCR, secvențierea 16S rRNA și metagenomica shotgun, oferă diferite niveluri de informații, dar toate prezintă limitări pentru aplicarea clinică. Autorii propun că evaluarea clinic semnificativă necesită integrarea diversității microbiene, capacității funcționale, stabilității ecologice, rezistenței și rezilienței. Semnăturile microbiene asociate bolilor rămân în stadii investigaționale, iar abordările bazate pe inteligență artificială necesită validare riguroasă înainte de implementarea clinică.

Concluzii: Diagnosticul actual al microbiomului este mai bun la descrierea compoziției microbiene decât la diagnosticarea definitivă a disfuncției ecologice. Limitările centrale nu sunt doar tehnologice, ci decurg din biologia ecosistemului însuși. O înțelegere clinic semnificativă a disbiozei necesită o tranziție de la interpretarea predominant taxonomică către evaluarea integrată a diversității microbiene, capacității funcționale, stabilității ecologice și interacțiunilor gazdă-microbiom. Testarea de rutină a microbiomului ar trebui interpretată cu prudență și nu ar trebui utilizată izolat pentru a determina managementul terapeutic.

Declarație privind utilitatea publică: Acest review oferă clinicienilor un cadru critic pentru înțelegerea limitărilor actuale ale testării microbiomului și importanța evaluării funcționale și ecologice. Subliniem că testarea microbiomului ar trebui interpretată cu prudență și nu ar trebui să înlocuiască judecata clinică în managementul pacientului.

Cuvinte cheie: microbiom intestinal; disbioză; diagnostic microbiom; secvențiere 16S rRNA; metagenomică shotgun; diversitate microbiană; inteligență artificială; validare clinică