Culturomic is not dead: l’approccio analitico è utile per isolare nuovi batteri intestinali

L'isolamento attraverso la colturomica di nuovi batteri difficilmente coltivabili amplia lo spettro delle nuove specie identificate per comprendere la loro connessione con lo stato clinico dei pazienti.
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Stato dell’arte
La complessità dell’ecosistema microbico intestinale viene valutata attraverso due metodiche principali: la metagenomica e la colturomica. Quest’ultima sfrutta diverse condizioni di coltura per i microrganismi.

Cosa aggiunge questa ricerca
In questo studio è stato descritto il protocollo Culturomics che ha consentito di isolare in un campione umano, per la prima volta, Rummeliibacillus suwonensis, un batterio anaerobio facoltativo Gram positivo.

Conclusioni
L’analisi colturomica si è rivelata utile per l’isolamento di nuove specie o specie considerate incoltivabili, nonostante abbia tempistiche lunghe e sia poco adatta alla microbiologia clinica standard.

Rummeliibacillus suwonensis, un batterio anaerobio facoltativo Gram positivo, è stato isolato mediante un approccio di colturomica da un campione di feci di un paziente di 69 anni con sclerosi laterale amiotrofica (SLA), partecipante ad uno studio clinico sul trapianto fecale in soggetti affetti da SLA.

La colturomica è un approccio basato sull’utilizzo di tecniche che sfruttano diverse e molteplici condizioni di coltura (giorni di incubazione, fattori di arricchimento e temperatura di crescita), la spettrometria di massa MALDI-TOF o il sequenziamento del gene 16S per identificare le specie batteriche.

Infatti, nell’ultimo decennio, tale approccio ha consentito di studiare anche quei batteri considerati non coltivabili.

Sulla rivista Current Microbiology , è ampiamente descritto il protocollo eseguito nello studio condotto da Quaranta, G. e collaboratori.

Lo studio italiano

Il gruppo di ricercatori, tutto italiano, ha riportato che, dopo tre giorni dall’isolamento, le colonie di R. suwonensis sono cresciute a 37 °C in condizioni aerobiche e anaerobiche, mostrando caratteristiche diverse. 

In condizioni aerobiche, su agar TSA, le colonie avevano un diametro di 0,2–0,5 cm, approssimativamente circolari, ondulate, sopraelevate e grigiastre. Al contrario, in condizioni anaerobiche, su agar SCH, le colonie apparivano grigiastre, grandi, piatte e secche tendenti ad occupare l’intero spazio della piastra. 

L’accurata identificazione MALDI-TOF ha mostrato uno spettro chiaro e un punteggio di identificazione elevato e le analisi biochimiche per caratterizzare il pattern enzimatico del ceppo sono risultate catalasi e ossidasi positive.

Attualmente, la caratterizzazione del microbiota intestinale rappresenta una strategia fondamentale e indispensabile per mettere in relazione il suo possibile ruolo con la salute dell’individuo. 

Questo aspetto si sta rivelando essenziale non solo per comprendere i meccanismi patogeni delle malattie intestinali, ma anche per i disturbi sistemici.

L’impiego nell’asse intestino cervello

A tal scopo, i ricercatori si stanno concentrando sulla comprensione delle possibili connessioni tra i batteri intestinali e il sistema nervoso, in particolare in malattie altamente debilitanti come la SLA, una malattia multisistemica caratterizzata principalmente da progressiva debolezza muscolare e disfunzione cognitiva.

Tra gli attori chiave nella patogenesi della SLA, la microglia e i linfociti T regolatori (T-reg) sono le cellule candidate a modificare il decorso della malattia

In tale contesto, il microbiota intestinale svolge un ruolo chiave regolando il numero T-reg e la funzione soppressiva, oltre ai neuropeptidi circolanti e ad altre cellule immunitarie che influenzano l’attività dell’asse intestino-cervello.

Conclusioni

Per concludere, nell’era della medicina personalizzata, l’identificazione della relazione batterio-ospite rappresenta una delle sfide principali per intervenire direttamente sulla composizione e, di conseguenza, sulla funzionalità del microbiota intestinale. In questo scenario, l’isolamento attraverso la colturomica di nuovi batteri difficilmente coltivabili come per Rummeliibacillus suwonensis, amplia lo spettro delle nuove specie identificate e sottolinea l’importanza degli studi sulle feci umane con l’obiettivo di comprendere la possibile connessione tra specie isolate insolite e lo stato clinico dei pazienti.

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