• Obesità e microbiota intestinale
B. subtilis SCK6 geneticamente modificato
• I risultati ottenuti
• Conclusioni

Stato dell’arte
L’obesità, soprattutto nei Paesi occidentali, è un problema crescente. Le strategie di intervento chirurgiche a cui si ricorre nei casi più gravi comportano però rischi considerevoli. Alternative sono perciò necessarie. Tra queste, il microbiota intestinale. L’acido butirrico da esso prodotto ha infatti dimostrato un ruolo positivo nel controllo del peso.

Cosa aggiunge questo studio
Ingegnerizzando Bacillus subtilis SCK6 (BsS-RS06550) per una maggiore produzione di acido butirrico, scopo dello studio è stato quello di valutarne l’effetto nel controllo dell’obesità rispetto al ceppo normale somministrando ai modelli animali una dieta ricca in grassi.

Conclusioni
Il ceppo ingegnerizzato (BsS-RS06550) ha mostrato una maggiore potenzialità nel controllo del peso regolando, con molta probabilità, vie metaboliche correlate all’obesità. Un suo supplemento sembrerebbe quindi una potenziale alternativa nel trattamento di questa patologia.

BsS-RS06550, versione ingegnerizzata di Bacillus subtilis SCK6, è in grado di produrre una maggiore quantità di acido butirrico e sembrerebbe avere un effetto anti-obesità. A parità di dieta, rispetto al ceppo fisiologico o a nessun supplemento, ha infatti ridotto l’aumento ponderale e l’introito di cibo in vivo oltre che la glicemia e l’insulino resistenza, parametri tipicamente elevati in pazienti obesi.

Tali benefici sarebbero mediati da un controllo di altri metaboliti (amminoacidi e nucleotidi) coinvolti nella patologia. Un suo utilizzo, una volta confermati i risultati sull’uomo, potrebbe quindi rappresentare una valida e più sicura alternativa alla pratica chirurgica nel trattamento dell’obesità.

È quanto dimostra lo studio di Liang Bai e colleghi della Tianjin University (Tianjin, Cina), di recente pubblicato su Microbial Cell Factors.

Obesità e microbiota intestinale

Nella società del benessere, l’obesità è una condizione sempre più frequente. Ad essa si associano altre patologie quali diabete, disturbi cardiovascolari ecc. ad alto rischio per la salute del paziente e per la sostenibilità del sistema sanitario.

Nei casi più gravi, dieta sana ed esercizio fisico spesso non sono sufficienti. Si ricorre perciò alla chirurgia. Nonostante la pratica sia notevolmente migliorata, rimangono però interventi delicati. Considerando l’incidenza della patologia e i rischi chirurgici alternative efficaci di trattamento da abbinare a un corretto stile di vita sono perciò necessarie.

Un aiuto potrebbe venire dal microbiota intestinale. Acidi grassi a catena corta (SCFAs) da esso prodotti hanno infatti dimostrato benefici nel controllo del peso e in diversi disturbi metabolici. Tra questi, l’acido butirrico in particolare ha mostrato capacità di ridurre l’insulino resistenza e la condizione di obesità in modelli murini alimentati con dieta ricca di grassi.

Un suo supplemento tal quale per via orale ha però una scarsa biodisponibilità che ne compromette l’efficacia. Introdurlo mediante probiotici in grado di sintetizzarlo sembrerebbe quindi la strategia migliore. Ancora meglio se questi ceppi sono modificati per una sua massiccia produzione. È proprio quello che hanno fatto i ricercatori cinesi in questo studio.

B. subtilis SCK6 geneticamente modificato

Ingegnerizzando geneticamente B. subtilis SCK6 (BsS-RS06550) per una maggiore produzione di acido butirrico ne è stato confrontato l’effetto sul peso e/o parametri metabolici di modelli murini alimentati con una dieta ricca in grassi rispetto al ceppo non modificato (SCK6) e a un non supplemento. Modelli in dieta normale sono stati utilizzati come controllo. Di seguito i risultati.

Confrontando la produzione di acido butirrico per una conferma dell’avvenuta ingegnerizzazione si è visto come rispetto al ceppo fisiologico (SCK6), BsS-RS06550 sia in grado di produrne circa 3.80 volte di più (0.238 ± 0.014 g/L vs 0.984 ± 0.027 g/L, p < 0.001). Anche la crescita sembrerebbe essere più veloce con tempi di replicazione inferiori (0.451 ± 0.010 vs 0.630 ± 0.022 p < 0.001).

Queste caratteristiche sono poi state valutate nel contesto della comunità batterica generale. Introducendo infatti il ceppo modificato e quello fisiologico in co-coltura con ceppi intestinali commensali si è visto come la produzione di acido butirrico in presenza di BsS-RS06550 sia significativamente maggiore rispetto a SCK6 (0.095 ± 0.004 g/L vs 0.111 ± 0.009 g/L, p < 0.01). I livelli di acido acetico poi, substrato per la sintesi di acido butirrico, hanno dimostrato un notevole decremento nel primo caso supportandone i risultati (0.165 ± 0.006 g/L vs 0.130 ± 0.011 g/L, p < 0.001).

I risultati ottenuti

Passando poi agli effetti in vivo, i ricercatori hanno valutato e comparato parametri fisici e metabolici dei 4 gruppi di studio ossia quello in dieta normale (C); dieta ricca in grassi (HFD); dieta ricca in grassi + Bacillus subtilis SCK6 (HS); e dieta ricca in grassi + BsS-RS06550 (HE) (n = 8 per gruppo). Nonostante al baseline non ci fossero differenze nei parametri considerati:

  • il gruppo con BsS-RS06550 ha dimostrato un significativo calo ponderale a 14 settimane rispetto al gruppo HFD (34.60 ± 0.63 g vs 37.90 ± 0.88 g, p < 0.01)
  • i livelli di glucosio a digiuno sono risultati significativamente inferiori nel gruppo HE rispetto a HDF con valori di 20.1 ± 0.500 mmol/L vs 27.3 ± 0.656 mmol/L e 16.5 ± 0.751 mmol/L vs 23.3 ± 0.500 mmol/L, p < 0.001 rispettivamente a 30 e 60 minuti
  • andamento analogo per l’insulina risultata pari a 11.2 ± 0.31 mmol/L e 14.7 ± 0.60 mmol/L nel gruppo HE e HDF
  • rispetto al gruppo controllo, l’introito di cibo è diminuito sia nel gruppo HFD sia in quello HE
  • come preventivabile, il colesterolo totale, trigliceridi, HDL e LDL hanno registrato valori notevolmente maggiori nei gruppi in HDF rispetto al gruppo controllo con dieta normale con, nell’ordine, valori di 5.30 ± 0.542 mmol/L vs 2.96 ± 0.224 mmol/L, 2.78 ± 0.249 mmol/L vs 1.95 ± 0.216 mmol/L, 4.00 ± 0.322 mmol/L vs 2.36 ± 0.219 mmol/L, 0.678 ± 0.051 mmol/L vs 0.408 ± 0.061 mmol/L
  • il supplemento di BsS-RS06550 ha significativamente ridotto i livelli di colesterolo totale e trigliceridi (4.53 ± 0.469 mmol/L vs 5.30 ± 0.542 mmol/L, 2.24 ± 0.419 mmol/L vs 2.78 ± 0.249 mmol/L, p < 0.01). Nessun effetto invece su HDL e LDL
  • gli acidi biliari sierici totali hanno registrato un notevole incremento nel gruppo HE rispetto a HFD (3.08 ± 0.754 mmol/L vs 1.99 ± 0.567 mmol/L, p < 0.01)
  • i livelli di alanina aminotransferasi (ALT, marcatore di infiammazione epatica) sono risultati maggiori nel gruppo HFD rispetto a HS (43.3 ± 5.87 mmol/L vs 34.7 ± 7.25 mmol/L, p < 0.05) o HE (43.3 ± 5.87 mmol/L vs 31.7 ± 5.18 mmol/L, p < 0.01). Nessuna differenza invece in relazione ad aspartato aminotransferasi (AST)
  • dal punto di vista istologico invece, steatosi macrovascolare evidente e accumulo adiposo è stato osservato nel fegato di modelli nel gruppo HFD. Situazione migliorata dal supplemento di BsS-RS06550
  • i 108 metaboliti correlati all’obesità che sono stati identificati nei campioni fecali come differentemente espressi nei gruppi sono risultati coinvolti nel metabolismo di glutatione, metionina, tirosina, fenilalanina, purine e acidi biliari secondari. Tra questi, I-metionina, spermina, acido piroglutamico, O-succinilomoserina, I-omofenilalanina, I-fenilalanina, guanina, adenina, diidrouracile e 5-metialtetraidrofolato sono risultati significativamente diminuiti nel gruppo HE rispetto a HFD. In questo hanno inoltre dimostrato un notevole aumento L-dopa, acido omogentisico e pentadecanoico. Di contro, solo una diminuzione di L-omofenilanina è stata registrata nel gruppo HS rispetto a HFD

Conclusioni

In conclusione dunque, il ceppo ingegnerizzato BsSRS06550 ha mostrato effetti positivi nell’alleviare la condizione di obesità in vivo. Tali benefici sembrerebbero mediati da una regolazione di amminoacidi e nucleotidi coinvolti nella patologia. Se confermati nell’uomo, un suo utilizzo sembrerebbe quindi un’alternativa valida nella gestione di obesità correlata a dieta ad alto contenuto di grassi.