Gli studi sul microbioma intestinale sono ormai numerosi, ma sono stati del tutto esaustivi nel dare un quadro complessivo delle sue potenzialità e caratteristiche fisiologiche?
Un team italiano di ricercatori di Porto Conte Ricerche e dell’Università di Sassari ha da poco pubblicato su Microbiome il proprio lavoro di ricerca condotto su una coorte di 15 volontari sardi e in buona salute.
Per lo studio del loro microbioma intestinale sono stati prelevati campioni fecali e analizzati con tecniche di metagenomica e di metaproteomica oltre che di metatrascrittomica.
Sono stati ottenuti quindi dati relativi alla composizione del DNA (genomica), dell’RNA nucleotidico (trascrittomica) e dei rapporti di interazione tra proteine (proteomica). Ognuno di questi livelli biologici ha presentato delle variazioni tra individuo ed individuo.
In questo studio, Alessandro Tanca e colleghi del Porto Conte Ricerche di Alghero e dell’Università di Sassari, si sono concentrati principalmente sull’analisi metagenomica (MG) e metaproteomica (MP) a livello tassonomico e funzionale, sottolineando concordanze e differenze dei risultati ottenuti.
Metaproteomica, un’analisi “dinamica”
Ai fini dell’interpretazione e alla valutazione di qualità dei dati, è importante ricordare come il setting considerato da questi due tipi di analisi sia diverso; il genoma infatti è “statico” cioè costante, il corredo di proteine cambia anche in relazione agli stimoli esterni e al ciclo di vita della cellula.
Mentre i dati complessivi relativi alla struttura tassonomica dei campioni in esame sono risultati comparabili, è stata riscontrata una notevole divergenza tra il potenziale genetico e l’attività funzionale.
L’analisi metaproteomica ha infatti evidenziato una plasticità del microbioma intestinale maggiore rispetto a una più ridotta variabilità inter-individuale del profilo metagenomico.
È stato esaminato il contributo alla funzionalità del microbioma per ogni unità tassonomica presente oltre che il loro coinvolgimento nelle vie metaboliche fisiologiche.
Tra queste, la via metabolica dei carboidrati si è dimostrata avere un ruolo peculiare e tra i più rilevanti in termini di importanza. La sintesi di acido butirrico si è confermata, anche in questo studio, strettamente implicata nel mantenimento del buono stato di salute del microbioma intestinale.
A favorirne la sintesi è la presenza di batteri Firmicutes, Faecalibacterium spp. in particolare, e Bacteroides. La variabilità inter-individuale a livello di phylum si è però dimostrata elevata con un range di 6-78% per quello Firmicutes, di 21-88% per Bacteroides.
Altri tipi di generi quali Akkermansia, Prevotella e Bifidobacterium si sono dimostrati altrettanto variabili sia con analisi MG sia MP probabilmente in conseguenza a una variazione temporanea di dieta e/o fattori esterni.
Per quanto riguarda il profilo proteico, glutammato-deidrogenasi si è dimostrato l’enzima più funzionale come già riportato precedentemente dallo studio di Kolmeder et al.
Complessivamente questo studio ha fornito dettagli e informazioni tasso-specifiche riguardo alle funzioni e le vie metaboliche caratteristiche di un microbioma intestinale di soggetti sani.
Le differenze emerse tra le funzioni espresse e quelle potenziali suggeriscono di ponderare adeguatamente le conclusioni su analisi basate esclusivamente su indagini metagenomiche.
L’approccio proteomico potrebbe infatti un valido supporto per avere un quadro completo e veritiero sia di un microbioma intestinale sano sia con patologia.
Silvia Radrezza
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