Morbo di Crohn-Immagine Credit Publiuc Domain-
I ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo computazionale per comprendere il microbioma intestinale, sfidando le precedenti convinzioni sulla malattia di Crohn e aprendo la strada a terapie microbiche mirate.
Più specie sono diverse nel tuo intestino, meglio è per la tua salute. Ora un team internazionale guidato dall’Hudson Institute of Medical Research ha trovato un modo per determinare quali specie sono importanti e come interagiscono per creare un microbioma sano.
La comprensione di queste relazioni apre le porte a un nuovo mondo di opportunità mediche per condizioni che vanno dalla malattia infiammatoria intestinale alle infezioni, alle malattie autoimmuni e ai tumori.
Il Professore associato Samuel Forster e il suo team presso l’Hudson Institute of Medical Research, lavorando con collaboratori dell’Institute for Systems Biology negli Stati Uniti e collaboratori locali della Monash University e della Monash Health, hanno trascorso anni a studiare il microbioma intestinale e a capire quali specie eseguono quali funzioni. Forster dice che ora è possibile mappare non solo cosa c’è nel tuo intestino, ma come diverse specie interagiscono e come ciò può influenzare l’intero corpo.
Ecosistema multiculturale microscopico
“Ci sono circa 1000 specie batteriche diverse in un intestino sano: si tratta di una microscopica comunità multiculturale con oltre un trilione di singoli membri“, ha affermato il Prof. Forster.
“I batteri nei nostri microbiomi esistono come comunità che fanno affidamento gli uni sugli altri per produrre e condividere tra loro i nutrienti chiave”, ha affermato. “Abbiamo sviluppato un nuovo modo computazionale per comprendere queste dipendenze e il loro ruolo nel modellare il nostro microbioma. Questo nuovo metodo sblocca la nostra comprensione del microbioma intestinale e fornisce una base per nuove opzioni di trattamento che rimodellano selettivamente le comunità microbiche”.
A proposito di microbioma:
- Ci sono trilioni di microbi che vivono all’interno e sulla superficie del tuo corpo, nel loro insieme sono chiamati microbioma e sono vitali per la tua salute e per combattere le malattie.
- Da quando il microbioma è stato riconosciuto per la prima volta alla fine degli anni ’90, gli scienziati hanno identificato più di 2.000 specie microbiche del microbioma più grande, quello intestinale.
- Anche la pelle, la vescica e i genitali ospitano popolazioni di microbiomi.
- La composizione del tuo microbioma intestinale è unica per te e influenza il tuo metabolismo, il tratto gastrointestinale, il cervello e il sistema immunitario.
- In una persona sana, i microbi simbiotici e patogeni lavorano in equilibrio.
- Gli squilibri tra i microbi simbiotici (che apportano benefici a te e ai microbi) e patogeni (che causano malattie), noti come disbiosi, interrompono il microbioma, rendendo le persone più suscettibili a condizioni come la malattia infiammatoria intestinale (IBD) e l’infezione da Clostridioides difficile, che causa grave diarrea e infiammazione del colon o colite.
- C’è speranza che potremmo presto essere al culmine di una nuova era di assistenza sanitaria che coltiva e ottimizza il microbioma per ottimizzare la salute umana.
Sfidare le nozioni precedenti
Ad esempio, nel morbo di Crohn, il team ha confermato l’importanza dell’idrogeno solforato. I ricercatori hanno scoperto che la causa più probabile del morbo di Crohn è la perdita di batteri che utilizzano l’idrogeno solforato, non un aumento delle specie che lo producono, come si credeva in precedenza.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications e la sua autrice principale, la Dottoressa Vanessa Marcelino, afferma che un nuovo modo computazionale per studiare le comunità microbiche è stato fondamentale per stabilire queste relazioni.
“Questo studio rappresenta un passo significativo nello sviluppo di terapie microbiche complesse”, ha affermato la Dr.ss Marcelino.
Spiegano gli autori:
“Molti microrganismi intestinali fondamentali per la salute umana fanno affidamento sui nutrienti prodotti gli uni dagli altri per sopravvivere; tuttavia, queste interazioni di alimentazione incrociata sono ancora difficili da quantificare e rimangono scarsamente caratterizzate. Qui, introduciamo un punteggio di scambio dei metaboliti (MES) per quantificare tali interazioni. Utilizzando modelli metabolici di genomi assemblati con metagenoma procariotico di oltre 1600 individui, il MES ci consente di identificare e classificare le interazioni metaboliche che sono significativamente influenzate dalla perdita di partner per l’alimentazione incrociata in 10 malattie su 11. Quando applicato a uno studio caso-controllo sulla malattia di Crohn, il nostro approccio identifica una mancanza di specie con la capacità di consumare idrogeno solforato come principale caratteristica distintiva del microbioma della malattia. Proponiamo che il nostro quadro concettuale aiuterà a dare priorità ad analisi approfondite, esperimenti e obiettivi clinici e che mirare al ripristino delle interazioni di cross-feeding microbico sia una promettente strategia basata sui meccanismi per ricostruire un ecosistema intestinale sano“.
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Il futuro dell’analisi delle interazioni batteriche
“Questo approccio ci consente di identificare e classificare le interazioni chiave tra i batteri e utilizzare questa conoscenza per prevedere modi mirati per cambiare la comunità”, dice la ricercatrice.
Il Prof Forster e il suo team hanno un rapporto di lunga data con la società di biotecnologia BiomeBank con sede ad Adelaide, che sta lavorando su nuovi modi per trattare e prevenire le malattie ripristinando l’ecologia microbica intestinale.
“Attraverso la partnership tra l’Hudson Institute of Medical Research e BiomeBank, queste informazioni sulla struttura della comunità intestinale forniranno l’opportunità di un intervento mirato con combinazioni di microbi razionalmente selezionate”, ha affermato la Dr.ss Marcelino.
