Come il microbioma contribuisce al recupero di peso nell’obesità ricorrente

Non di rado, molte persone obese, dopo aver seguito con successo una dieta per la perdita di peso, recuperano tutto il peso perso, un fenomeno fin troppo comune definito “ricorrente obesità“. Peggio ancora, la stragrande maggioranza degli individui obesi non solo recuperano il loro peso pre-dieta, ma guadagnano anche più peso.

Come riportato oggi in Nature, i ricercatori del Weizmann Institute of Science hanno dimostrato in esperimenti sui topi, che il microbioma riveste un ruolo inaspettatamente importante nella fase post-dieta, sul ricorrente aumento di peso e che questo fenomeno comune potrebbero in futuro essere prevenuto o trattato alterando la composizione o la funzione del microbioma.

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Lo studio è stato eseguito da gruppi di ricerca guidati dal Dr. Eran Elinav del Computer Science and Applied Mathematics Department. I ricercatori hanno scoperto che, dopo un ciclo di perdita di peso, tutti i sistemi del corpo dei topi sono completamente tornati alla normalità, tranne il microbioma. Per circa sei mesi dopo aver perso peso, i topi precedentemente obesi, hanno mantenuto un anormale microbioma.

“Abbiamo dimostrato nei topi obesi che, dopo la perdita di dieta, il microbioma conserva una ‘memoria’ dell’ obesità precedente”, dice Elinav. “Questo microbioma persistente accelera la riconquista di peso quando i topi tornano ad alimentarsi con una dieta ad alto contenuto calorico o consumano cibo normale in quantità eccessive”, aggiunge Segal che spiega: “Conducendo un’analisi funzionale dettagliata del microbioma, abbiamo sviluppato potenziali approcci terapeutici per alleviare il suo impatto sul recupero di peso”.

Lo studio è stato condotto da Christoph Thaiss, ricercatore del laboratorio di Elinav. Thaiss ha collaborato con studenti del maestro Shlomik ITAV del laboratorio di Elinav, Daphna Rothschild, un ricercatore del laboratorio di Segal, così come con altri scienziati del Weizmann.

In una serie di esperimenti, gli scienziati hanno dimostrato che la composizione del microbioma delle persone “obese” è uno dei principali motori di aumento di peso post-dieta. Ad esempio, quando i ricercatori hanno ridotto i microbi intestinali nei topi, trattandoli con antibiotici ad ampio spettro, l’aumento di peso post-dieta è stato eliminato. In un altro esperimento, quando i microbi intestinali di topi con una storia di obesità sono stati introdotti in topi privi di batteri intestinali, il loro aumento di peso è stato accelerato da una alimentazione con una dieta ad alto contenuto calorico, rispetto a topi senza batteri intestinali che avevano ricevuto un impianto di microbi intestinali di topi senza storia di aumento di peso.

Successivamente, gli scienziati hanno sviluppato un algoritmo, sulla base di centinaia di parametri individualizzati del microbioma, che con successo e con precisione ha  previsto la velocità di recupero del peso in ogni topo, dopo una perdita di peso con una dieta di successo. Inoltre, combinando approcci genomici e metabolici, i ricercatori hanno poi identificato due molecole guida nell’impatto del microbioma sul recupero del peso. Queste molecole – appartenenti alla classe di prodotti chimici organici chiamati flavonoidi che si ottengono attraverso il consumo di alcuni ortaggi, vengono rapidamente degradati dal microbioma “post-dieta”, in modo che i livelli di queste molecole in topi post- dieta, sono significativamente inferiori a quelli dei topi senza storia di obesità. I ricercatori hanno scoperto che in circostanze normali, questi due flavonoidi favoriscono il dispendio energetico durante il metabolismo dei grassi. Bassi livelli di questi flavonoidi  impedisce questo rilascio di energia di derivazione dai grassi, causando nei topi post-dieta un accumulo di grasso quando sono stati riportati ad una dieta ad alto contenuto calorico.

Infine, i ricercatori hanno utilizzato queste informazioni per sviluppare nuovi trattamenti proof-of-concept per l’obesità ricorrente. In primo luogo, essi hanno impiantato topi in precedenza obesi, con microbi intestinali di topi che non erano mai stati obesi. Questo trapianto fecale del microbioma ha cancellato la “memoria” di obesità in questi topi quando sono stati ri-esposti ad una dieta ad alto contenuto calorico, evitando un eccessiva “obesità ricorrente”.

Successivamente, gli scienziati hanno aggiunto all ‘acqua consumata dai topi post-dieta che avevano perso peso, dei flavonoidi. Questo ha portato ad un aumento dei loro livelli di flavonoidi e quindi ad una maggiore spesa energetica, che è tornata a livelli normali. Come risultato, anche con il ritorno ad una dieta ipercalorica, i topi non hanno recuperato peso. Segal ha detto: “Noi chiamiamo questo approccio ‘post-biotico’. In contrasto con i probiotici, che introducono utili batteri nell’intestino, non introduciamo le stesse sostanze interessate dalla microbiome, che si sono rivelate più sicure ed efficaci”.

L’obesità ricorrente è un’epidemia di proporzioni enormi. “L’obesità colpisce quasi la metà della popolazione adulta mondiale e predispone le persone a complicazioni come il diabete e malattie cardiache”, spiega Elinav. “Se i risultati dei nostri studi sui topi si potranno replicare negli esseri umani, potranno aiutare a diagnosticare e trattare l’obesità ricorrente, e questo a sua volta, potrà contribuire ad alleviare l’epidemia di obesità”.

Hanno preso parte allo studio: Mariska Meijer, Maayan Levy, Claudia Moresi, Lenka Dohnalova, Sofia Braverman, Shachar Rozin, Dr. Mally Dori-Bachash and Staff Scientist Hagit Shapiro of the Immunology Department, Staff Scientists Drs. Yael Kuperman and Inbal Biton, and Prof. Alon Harmelin of the Veterinary Resources Department, and Dr. Sergey Malitsky and Prof. Asaph Aharoni of the Plant and Environmental Sciences Department – all of the Weizmann Institute of Science, as well as Prof. Arieh Gertler of the Hebrew University of Jerusalem and Prof. Zamir Halpern of the Tel-Aviv Sourasky Medical Center.

Fonte: Weizmann Institute of Science