Un nuovo studio condotto da ricercatori della Brown University nel Rhode Island ha scoperto che la dieta può influenzare il modo in cui il microbioma intestinale è influenzato dal trattamento con antibiotici. Gli scienziati hanno esaminato il modo in cui gli antibiotici cambiano i batteri intestinali nei topi e poi hanno osservato come la dieta può esacerbare o mitigare questi cambiamenti.
“Da molto tempo sappiamo che gli antibiotici hanno un impatto sul microbioma“, afferma l’autore dello studio Peter Belenky. “Abbiamo anche scoperto che la dieta ha un impatto sul microbioma. Questo è il primo documento che riunisce questi due fatti“.
Belenky afferma che l’obiettivo del lavoro del suo laboratorio è identificare nuovi modi per proteggere il microbioma e alleviare alcuni dei peggiori effetti collaterali degli antibiotici.
Il microbioma intestinale
Il microbioma intestinale è costituito da miliardi di miliardi di batteri a beneficio dell’ospite. Aiutano la rottura della fibra alimentare e mantengono la salute intestinale generale competendo con batteri dannosi per risorse che sarebbero essenziali per la loro sopravvivenza come nutrienti e spazio.
Sebbene gli antibiotici salvino la vita a innumerevoli persone infette da batteri nocivi, questi farmaci possono anche interrompere questa comunità di batteri benefici che vivono nell’intestino umano. Questo, a sua volta, può portare ad altre infezioni potenzialmente letali.
Belenky, Professore di microbiologia e immunologia presso la Brown, ha studiato l’effetto degli antibiotici sull’intestino e ha cercato modi per contrastare gli squilibri del microbioma che possono portare a infezioni potenzialmente letali come l’infezione da C. difficile .
“Sebbene gli antibiotici disturbino la struttura del microbiota intestinale, i fattori che modulano queste perturbazioni non sono ancora compresi”, scrive il team.
Ridurre gli effetti dannosi degli antibiotici attraverso la dieta
Come recentemente riportato sulla rivista Cell Metabolism, Belenky e colleghi hanno ora dimostrato che sebbene gli antibiotici che hanno usato perturbassero la composizione e la capacità metabolica del microbioma intestinale murino, questa interruzione potrebbe anche essere esacerbata o minimizzata modificando la dieta degli animali.
Belenky e colleghi già sapevano che il metabolismo batterico è un importante regolatore della suscettibilità agli antibiotici in vitro e probabilmente svolge un ruolo significativo all’interno dell’ospite. Hanno utilizzato un approccio metagenomico e metatranscrittomico per studiare le associazioni tra risposte tassonomiche e trascrizionali indotte dagli antibiotici all’interno del microbioma del topo.
Per lo studio, l’autore principale Damien Cabral e colleghi hanno trattato tre gruppi di topi con diversi antibiotici, vale a dire amoxicillina, ciprofloxacina o doxiciclina. Hanno quindi illustrato come è cambiata la composizione dei microbiomi intestinali degli animali e come i batteri si sono adattati a livello metabolico dopo il trattamento.
L’amoxicillina, un antibiotico comunemente usato per trattare le infezioni alla gola e all’orecchio, ha ridotto significativamente i livelli di batteri nell’intestino e ha anche cambiato i geni utilizzati dai restanti batteri. La ciprofloxacina (spesso usata per trattare le infezioni del tratto urinario) e la doxiciclina (comunemente usate per trattare le infezioni del seno), alterarono anche il microbioma intestinale, sebbene quei cambiamenti fossero meno pronunciati.
Il team ha scoperto che gli antibiotici hanno modificato in modo significativo l’espressione delle principali vie metaboliche a livello dell’intera comunità e delle singole specie.
In particolare, un tipo di batteri benefici, il Bacteroides thetaiotaomicron, è fiorito in risposta al trattamento con amoxicillina.
“Questo batterio ha sovraregolato l‘utilizzo del polisaccaride per aiutare la digestione delle fibre, un cambiamento che sembra consentire al batterio di fiorire nell’ecosistema alterato e in qualche modo proteggere dall’antibiotico” afferma Belenky.
In generale, i batteri hanno regolato in modo insufficiente l’uso dei geni coinvolti nei normali processi di crescita come la produzione di nuove proteine e DNA. Hanno anche sovraregolato il loro uso di geni che sono essenziali nella resistenza allo stress.
Vedi anche, Gli antibiotici possono predisporre l’ intestino alle infezioni.
Gli effetti del glucosio erano chiari
È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che l’aggiunta di glucosio alla dieta degli animali – che di solito è povera di zuccheri semplici e ricca di fibre – ha aumentato la suscettibilità di B. thetaiotaomicron all’amoxicillina.
” In vitro, abbiamo scoperto che la sensibilità di questo batterio all’amoxicillina era elevata dal glucosio e ridotta dai polisaccaridi“, scrive il team.
Ciò suggerisce che la dieta può fornire alcuni effetti benefici che possono proteggere i batteri intestinali dagli effetti avversi dell’uso di antibiotici.
Secondo Belenky, i risultati di questo studio rappresentano un passo avanti nell’aiutare gli umani a tollerare meglio il trattamento antibiotico:
” I medici ora sanno che ogni prescrizione di antibiotici ha il potenziale per portare ad alcuni esiti sanitari molto dannosi legati al microbioma, ma non hanno strumenti affidabili per proteggere questa comunità critica mentre trattano anche infezioni mortali”.
Rivelare nuove opportunità
Tuttavia, “ora che sappiamo che la dieta è importante per la suscettibilità batterica agli antibiotici, possiamo porci nuove domande su quali nutrienti hanno un impatto e vedere se siamo in grado di prevedere l’influenza delle diverse diete”, afferma Belenky .
Belenky ha avvertito che lo studio ha esaminato solo i roditori e molto resta da imparare sull’interazione tra dieta ospite, metabolismo del microbioma e suscettibilità agli antibiotici.
Belenky e il team stanno attualmente studiando come i diversi tipi di fibre alimentari possono influenzare il modo in cui il microbioma cambia dopo il trattamento antibiotico, nonché il modo in cui il diabete può influenzare l’ambiente metabolico del microbioma e la vulnerabilità agli antibiotici.
Fonte, Cell Metabolism
