La somministrazione del probiotico Lactobacillus plantarum ZDY04 ha dimostrato di ridurre i livelli plasmatici di TMAO e limitare le lesioni aterosclerotiche in modelli murini, risultando perciò un buon candidato per la cura dell’aterosclerosi e la prevenzione delle patologie cardiovascolari a essa correlate.

È quanto dimostra lo studio coordinato da Liang Qiu, di recente pubblicato sulla rivista Food & Function.

Le patologie cardiovascolari sono la prima causa di morte al mondo. Negli ultimi anni, le alterazioni del microbiota ad esse correlate hanno suscitato sempre più interesse, confermando come molti dei metaboliti batterici siano attivamente coinvolti nella loro insorgenza e nel loro decorso.

Tra questi troviamo la trimetialmmina N-ossido (TMAO), prodotto di ossidazione della trimetialmmina (TMA) da parte della monossigenasi contenente flavina (FMO3) a livello epatico. La TMA deriva a sua volta dalla trasformazione da parte del microbiota intestinale di amminoacidi quali carnitina, fosfatidilcolina e colina introdotti nell’organismo con la dieta. È stato dimostrato come alti livelli di TMAO siano associati a un aumentato rischio di patologie cardiovascolari e relativi eventi avversi. Abbassarne dunque i valori ematici potrebbe rappresentare una valida strategia per prevenire un’ampia gamma di disturbi.

Sulla base di precedenti studi, inoltre, si è visto come determinati probiotici siano in grado di portare benefici nella cura e nella prevenzione di patologie cardiovascolari, ma per quanto riguarda i livelli di TMAO, a detta degli autori, non è disponibile ad oggi nessuna evidenza.

A tal proposito, i ricercatori cinesi hanno voluto testare l’efficacia di 5 diversi probiotici nel ridurre i livelli di TMAO e nell’apportare miglioramenti nelle lesioni aterosclerotiche. Per fare ciò sono stati studiati 70 modelli murini femmine BALB/c i quali, dopo una settimana di adattamento, sono stati suddivisi in 7 gruppi da 10 animali ciascuno, alimentati per 4 settimane con i diversi probiotici selezionati e una concentrazione standard di colina, in quanto fonte fisiologica indiretta di TMAO. Ecco nel dettaglio i vari gruppi:

• Controllo, ovvero senza probiotico
• PBS: colina cloruro al 1.3% + PBS
• PLA01: colina cloruro al 1.3% + 109 CFU L. plantarum ZDY04
• LGG: colina cloruro al 1.3% + 109 CFU L. rhamnosus ZDY9
• PLA04: colina cloruro al 1.3% + 109 CFU L. plantarum ZDY04
• CAS: colina cloruro al 1.3% + 109 CFU L. casei ZDY8
• BUL: colina cloruro al 1.3% + 109 CFU L. bulgaricus ZDY5

Al termine del periodo di trattamento, gli animali sono stati sacrificati e sono stati prelevati campioni ematici, di tessuto epatico e renale e il contenuto intestinale per l’analisi del microbiota.

Ai topi BALB/c, inoltre, per meglio determinare l’effetto del probiotico nelle lesioni aterosclerotiche, sono stati aggiunti modelli murini maschi privati dell’apolipoproteina E (C57BL/6J ApoE-/-) suddividendoli in tre gruppi in base al trattamento (gruppo di controllo, gruppo con colina e PBS e gruppo con colina e 109 CFU L.s plantarum ZDY04).

Le tecniche utilizzate per le analisi e i risultati ottenuti sono stati molti, di seguito i principali.

Lactobacillus plantarum ZDY04 riduce i livelli sierici di TMAO

Andando a valutare i parametri ematici nei diversi gruppi è stato dimostrato che:

• non è stata riscontrata alcuna differenza nei livelli sierici di ALT, AST, creatinina, urea nitrato, tireoglobulina, LDL, HDL
• solamente L. plantarum ZDY04 ha dimostrato di ridurre significativamente i livelli sierici di TMAO, oltre a quelli di TMA intestinali, rispetto al gruppo PBS.

Sulla base di questi primi dati, le analisi successive si sono dunque concentrate principalmente su L. plantarum ZDY04, in quanto si è dimostrato il probiotico più promettente.

Lactobacillus plantarum ZDY04 non influisce sull’attività metabolica di FMO3

Come anticipato, la TMAO circolante viene principalmente prodotta attraverso la conversione a livello epatico di TMA da parte di FMO3. I ricercatori hanno quindi indagato se L. plantarum ZDY04 avesse effetti nel modulare l’attività proprio di FMO3, riscontrando tuttavia gli stessi livelli di attività registrati nel gruppo PBS. L. plantarum ZDY04 ha inoltre dimostrato di ridurre i livelli di TMAO sierici non influenzando il metabolismo di colina, TMA o TMAO stessa.

L. plantarum ZDY04 modula la composizione del microbiota intestinale di modelli murini

Considerando come L. plantarum ZDY04 non interferisca nei processi metabolici che portano alla produzione di TMAO, è stata formulata l’ipotesi che il meccanismo che porta alla riduzione di TMAO sia da ricercare più a monte, ovvero a livello della componente batterica, in quanto sede di produzione del precursore TMA. Per verificarlo è stata esaminata e confrontata la composizione dei batteri del cieco dei topi nel gruppo PBS e di quelli trattati con il probiotico in questione:

• i valori di alpha-diversity sono risultati complessivamente comparabili nei due gruppi
• L. plantarum ZDY04 ha comunque provocato alterazioni significative in termini di abbondanza in alcuni dei taxa principali, comportando:
  • l’aumento in particolar modo di Lachnospiraceae (+78.8%) e, in misura molto più contenuta, delle famiglie Erysipelotrichaceae e Bacteroidaceae
  • il decremento delle famiglie Aerococcaceae e Deferribacteraceae e del genere Mucispirillum.

Si è passato poi a determinare se anche gli altri probiotici conferissero analoghi cambiamenti nella composizione batterica intestinale analizzando il microbiota dei restanti gruppi:

• il gruppo trattato con L. plantarum ZDY04 ha mostrato notevoli differenze in termini di beta-diversity rispetto ai restanti gruppi
• le differenze sono espresse a livello di comunità, famiglia e genere
• Enterorhabdus, Succinivibrionaceae UCG-002, Lachnospiraceae UCG-006, Lachnospiraceae NK4A136, Ruminiclostridium 9, Lachnospiraceae XPB1014, Ruminococcaceae UCG-014, Ruminococcaceae NK4A214, Christensenellaceae R-7 e Rikenellaceae RC9 hanno mostrato un’abbondanza significativamente maggiore nel gruppo con L. plantarum ZDY04.

L. plantarum ZDY04 inibisce la formazione di lesioni aterosclerotiche in modelli ApoE-/-

Analizzando il profilo coronarico dei topi ApoE-/- si è visto come L. plantarum ZDY04 sia in grado di ridurre la formazione di lesioni aterosclerotiche, a differenza del gruppo di controllo e con PBS.

Sempre negli stessi topi, L. plantarum ZDY04 ha inoltre dimostrato di ridurre i livelli sierici e intestinali di TMAO, risultati in linea con quelli ottenuti dai modelli BALB/c.

In conclusione, dunque, tra tutti i probiotici testati solo L. plantarum ZDY04 ha dimostrato di ridurre i livelli sierici e intestinali di TMAO, marcatore di possibili patologie cardiovascolari. L’utilizzo di questo probiotico nella pratica clinica potrebbe quindi rappresentare in futuro una valida alternativa per la prevenzione e la cura dell’aterosclerosi e, di conseguenza, di disturbi e patologie cardiovascolari ad essa correlate.