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Cinque firme batteriche per definire la salute del microbiota intestinale

I risultati di un recente studio potrebbero aiutare i ricercatori a caratterizzare la composizione del microbiota intestinale umano in uno stato di salute o di malattia.
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Cinque firme batteriche per definire la salute del microbiota intestinale

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Stato dell’arte
Il microbiota intestinale umano è composto da circa 200-300 specie batteriche. Tuttavia, la composizione del microbiota a livello di ceppo è unica per ogni individuo. Poiché diverse combinazioni di ceppi microbici possono unirsi per formare una comunità stabile, è necessario capire come si presenta il tipico microbiota intestinale umano “sano”.

Cosa aggiunge questa ricerca
I ricercatori hanno analizzato un set di dati, denominato “gut microbiome reference”, rappresentativo delle popolazioni di 13 Paesi. Quindi, hanno ricostruito le specie presenti nell’intestino di ciascun ospite e hanno utilizzato un algoritmo di machine learning per identificare i batteri che comunemente si trovano a lavorare insieme nell’ecosistema del microbiota intestinale. Il team ha identificato così cinque firme microbiche, ciascuna dominata da diversi gruppi batterici. Il microbiota di una persona è tipicamente caratterizzato da una di queste cinque firme o da una loro combinazione.

Conclusioni
I risultati potrebbero aiutare i ricercatori a caratterizzare la composizione del microbiota intestinale umano in uno stato di salute o di malattia.

Ogni persona ha un insieme completamente unico di microbi intestinali, che possono influenzare lo stato di salute e di malattia. Basandosi sull’ecosistema di batteri presenti in centinaia di campioni fecali, un gruppo di ricercatori ha identificato di recente una serie di firme microbiche comuni associate a un microbiota intestinale “sano”.

I risultati, pubblicati su Cell Host & Microbe, potrebbero quindi aiutare a caratterizzare la composizione del microbiota intestinale umano e a comprendere meglio gli effetti dei disturbi microbici sulla salute.

Eubiosi e disbiosi, categorie “fragili”

«Ci auguriamo che essere in grado di classificare i microbiomi intestinali sulla base di queste firme possa aiutare i ricercatori a identificare i cambiamenti dannosi nel microbioma intestinale e a fornirci nuove informazioni sul loro significato», afferma il ricercatore senior Falk Hildebrand del Quadram Institute Bioscience di Norwich, nel Regno Unito. «Riteniamo che queste firme potrebbero diventare uno strumento prezioso per rilevare condizioni anomale nei microbiomi, valutare la progressione delle malattie e comprendere l’efficacia di potenziali trattamenti».

Precedenti studi hanno dimostrato che il microbiota intestinale umano è composto da 200-300 specie batteriche. Tuttavia, la composizione del microbiota a livello di ceppo è unica per ogni individuo. Poiché diverse combinazioni di ceppi microbici possono unirsi per formare una comunità stabile, è necessario capire come si presenta il tipico microbiota intestinale umano.

A questo scopo, Falk Hildebrand e il suo team hanno analizzato un set di dati, denominato “gut microbiome reference”, rappresentativo di centinaia di campioni fecali di popolazioni umane provenienti da 13 paesi.

Associazioni batteriche

Utilizzando il gut microbiome reference database, i ricercatori hanno ricostruito le specie presenti nell’intestino di ciascun ospite. Quindi, hanno utilizzato un algoritmo di machine learning per identificare i batteri che comunemente si trovano a lavorare insieme nell’ecosistema del microbiota intestinale.

Il team ha identificato cinque firme microbiche, ciascuna dominata da diversi gruppi batterici: Bacteroides, Firmicutes, Prevotella, Bifidobacterium o Escherichia. Ognuna di queste firme rappresenta un gruppo di batteri che lavorano insieme come una “associazione”, fornendo diversi servizi all’ecosistema intestinale.

Il microbiota di ogni individuo è risultato tipicamente caratterizzato da una, o più comunemente da una combinazione, di queste cinque firme. «Le cinque “enterofirme” rappresentano i tipici microbiomi intestinali che si trovano in tutto il mondo», afferma Falk Hildebrand. «Abbiamo investito molta cura e tempo nella ricerca di un modello che fosse generalizzabile ai microbiomi di tutte le parti del mondo, e quando abbiamo testato il nostro modello sui microbiomi di Paesi non occidentali abbiamo trovato un adattamento quasi perfetto».

Firme batteriche e stili di vita

I ricercatori hanno scoperto che le firme caratterizzate da Escherichia dominano il microbiota infantile e vengono rapidamente sostituite da Bifidobacterium e Bacteroides. 

Le firme dominate da Firmicutes e Prevotella compaiono invece tipicamente intorno al primo anno, quando i bambini iniziano a mangiare cibi solidi.

La firma dominata da Bacteroides è risultata arricchita di enzimi associati alla scomposizione dei carboidrati, suggerendo un ruolo nel rilascio dei nutrienti dal cibo. Questa firma è più comune nei microbioti delle popolazioni industrializzate, mentre la firma caratterizzata da Prevotella domina i microbioti dei Paesi non occidentali.

«Questa marcata differenza nelle firme caratterizzate da Prevotella e Bacteroides è un segnale molto forte, notato anche in altri studi. Non ci è chiaro da dove derivi, ma ipotizziamo che a causarla potrebbero essere differenze nella dieta o nello stile di vita riscontrate nelle culture occidentali, come il consumo di alimenti ultra-processati e le differenze nelle routine igieniche e nei livelli di attività fisica». conclude lo studioso.

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