Il microbioma intestinale è un ecosistema di specie complesso e interconnesso. E, come ogni ecosistema, alcuni organismi sono predatori e alcuni sono preda. Un nuovo studio condotto dai ricercatori del Brigham and Women’s Hospital e del Wyss Institute indaga sull’impatto dei batteriofagi sul microbioma intestinale, virus che infettano e uccidono i batteri. I ricercatori hanno scoperto che i fagi possono avere un profondo impatto sulla dinamica del microbioma intestinale, non solo influenzando direttamente determinate specie, ma anche avendo un effetto a cascata sulle altre.
Il fago può anche avere un impatto sull’ ospite umano modulando i metaboliti, comprese le sostanze chimiche presenti nel cervello. Il team, che comprende il primo autore Bryan Hsu e l’autore senior co-corrispondente Pamela Silver del Wyss Institute e Lynn Bry, del Brigham e Direttore del Massachusetts Host-Microbiome Center, ha pubblicato i risultati dello studio su Cell Host & Microbe.
“Uno dei principali interessi del mio laboratorio è la comprensione dei cambiamenti nelle dinamiche del microbioma intestinale. I batteriofagi sono una componente enorme del microbioma, ma non sono stati ancora studiati. Alcune persone stanno esplorando la terapia dei fagi, usando il fago per uccidere i microbi, ma i batteri si trovano naturalmente nell’intestino, coesistendo con il resto dell’ecosistema. Volevamo scoprire cosa i fagi facevano nell’intestino”, dice l‘autore senior dello studio Georg Gerber, co-Direttore del Massachusetts Host-Microbiome Center e capo della Divisione di Patologia Computazionale nel Dipartimento di Patologia presso la Brigham.
Vedi anche, Il ruolo dei batteriofagi nella malattia infiammatoria intestinale.
Il team ha colonizzato l’ intestino dei topi con un insieme definito di specie batteriche umane e quindi ha aggiunto fagi, monitorando la crescita di ciascun microbo. Usando sequenze e analisi computazionali ad alto throughput, il team ha scoperto che “il fago causava attriti delle specie che predavano come previsto, ma con un effetto increspante sul resto dell’ecosistema, comprese le fioriture di specie non mirate”.
Oltre a considerare gli effetti sui microbi, il team ha cercato anche effetti sul metaboloma – sostanze chimiche che possono provenire dall’ospite e dai batteri presenti. I ricercatori hanno scoperto che quando modulavano il microbioma con i fagi, potevano vedere cambiamenti mirati nel metaboloma, compresi i cambiamenti nei livelli di neurotrasmettitore e negli acidi biliari.
“Questa scoperta mi affascina per il follow-up e solleva domande significative: potremmo usare il fago per modulare queste attività? L’uso dei fagi potrebbe essere un intervento per condizioni, come la depressione, dove vorresti cambiare i livelli dei neurotrasmettitori?” ha detto Gerber. “Anche se non sono usati come terapia diretta, il nostro studio suggerisce che i fagi possono essere un buon strumento per comprendere i potenziali effetti di altre terapie che alterano il microbioma”.
Gerber e colleghi sono particolarmente interessati a osservare l’intersezione tra fago e malnutrizione nei paesi in via di sviluppo, dati i profondi effetti sul metaboloma e sul microbioma che la malnutrizione può avere.
“Ci auguriamo che il nostro lavoro fornisca un quadro per guidare le future indagini per chiarire l’interazione tra fago, microbiota e salute e malattia dell’ospite“, ha affermato Gerber.
Fonte: Brigham and Women’s Hospital
