Micobioma: funghi essenziali per stabilità dei batteri cutanei e polmonari

12 febbraio 2018

  New York University, New York
STUDIO ORIGINALE

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Non soltanto batteri: il nostro micobioma, ossia l’insieme dei funghi commensali, lavora in sinergia con il microbioma favorendo la stabilità dell’ecosistema cutaneo e polmonare.

È quanto dimostrato da uno studio condotto da un gruppo di ricercatori americani e pubblicato di recente in Microbiome.

Nessun batterio riesce a sopravvivere stando in isolamento e molto pochi sono in grado di farlo entrando in contatto solamente con i loro simili perciò le interazioni che una singola specie batterica è spinta a compiere sono molteplici.

Tra queste, ampiamente documentata è la relazione tra batteri e funghi, nonostante ci siano da chiarire ancora molti aspetti.

A questo proposito, Laura TiptonChristian L. Müller e colleghi hanno condotto uno studio volto a delineare la topologia dell’interazione batteri-funghi in termini di connettività e divisione in moduli, l’impatto determinato dal contatto sulla riorganizzazione interna delle rispettive specie e, infine, l’assortimento, la distribuzione e la robustezza di questi legami.

Nel dettaglio, sono state analizzate rispettivamente le associazioni all’interno del singolo dominio batterico (SDB), del singolo dominio micotico (SDF) e, da ultimo, in un contesto di interazione tra i due domini (CDBF).

Per far ciò, i ricercatori hanno considerato i dati provenienti da due dataset relativi a studi già pubblicati in letteratura e contenenti informazioni sia sul microbioma sia sul micobioma, cutaneo e polmonare in entrambi i casi.

I dati riguardanti la cute sono da ricondurre a 10 soggetti sani mentre quelli relativi allo status polmonare a 25 individui tra i quali ve ne erano colpiti da HIV o da patologia polmonare cronico ostruttiva (COPD).

L’analisi dei dati si è principalmente basata sull’allargamento del metodo SPIEC-EASI (Sparse InversE Covariance estimation for Ecological ASsociation Inference) affiancato dalla TAS (Targeted Amplicon Sequencing), un’innovativa tecnica di sequenziamento di DNA, e dalla determinazione della regione genica ITS, peculiare per ogni specie sia batterica sia micotica.

Così micobioma e microbioma interagiscono

I risultati ottenuti sono stati molti e, allo stesso tempo, complessi. Vediamone i principali.

Dai dati relativi allo status polmonare, sia l’SDB sia l’CDBF hanno dimostrato una organizzazione a moduli senza un nucleo centrale (classe II secondo la classificazione topografica Estrada) a differenza del singolo dominio micotico il quale ha invece presentato un’organizzazione modulare, ma con un nucleo centrale, seppur ridotto (classe IV secondo Estrada).

Il modello risultante dall’interazione tra i due domini, il CDBF, ha poi dimostrato un maggior grado di connettività contrapposta a una ridotta modularità rispetto ai singoli domini.

Sono stati inoltre identificate connessioni con il micobioma soprattutto per 49 OTUs i quali hanno dimostrato un arricchimento di espressione in presenza di HIV e COPD, a testimonianza del fatto che la presenza o meno di uno stato patologico porta a riarrangiamenti nella struttura batterica e, quindi, anche micotica.

Tra i più influenti nel riassetto dei domini e perciò i maggiori candidati a diventare marcatori di queste patologie troviamo il fungo Aporospora terricola, presente solamente nei soggetti HIV e COPD positivi e in stretta relazione con altre 7 specie, inclusa Leohumicola minima e Phlebia subserialis.

Risultati analoghi sono stati registrati a livello cutaneo dove il profilo CDBF ha mostrato un incremento di robustezza e di connettività globale con, anche in questo caso, la riduzione dell’organizzazione in moduli.

Da ultimo, attraverso l’isolamento di E. nidulans e dei batteri R. dentocariosa e P. acnes, è stato possibile condurre un esperimento di co-coltura in vitro che ha permesso di analizzare più nel dettaglio le varie connessioni. In entrambi i tipi di microbioma, cutaneo e polmonare, l’incrocio dei due domini ha portato a un rimodellamento dell’organizzazione interna nonostante le interazioni a livello cutaneo siano risultate maggiori (20.94% vs 4.53%).

In conclusione, non è corretto pensare al nostro ecosistema come a qualcosa di organizzato in compartimenti stagni infatti, pur essendo formato per la maggior parte da batteri, sono presenti anche funghi, virus o archea i quali collaborano e si relazionano attivamente tra di loro.

Questo studio ha di fatto dimostrato come la componente “micobioma” interagisca e, allo stesso tempo, promuova la stabilità di quella batterica cutanea e polmonare.

Ulteriori ricerche in questa direzione meriterebbero dunque maggiore attenzione al fine di comprendere, nella sua interezza, lo schema e i meccanismi di dialogo che stanno alla base delle nostre specie commensali.

Silvia Radrezza

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