Stato dell’arte
La variabilità nella composizione del microbiota intestinale in individui diversi può essere spiegata, almeno in parte, da differenze nell’ambiente, nella dieta e nel patrimonio genetico. Non è ancora chiaro come i nuovi microbi vengano acquisiti e diventino parte del microbiota intestinale.

Cosa aggiunge questa ricerca
Mediante esperimenti sui moscerini della frutta, i ricercatori hanno studiato come gli animali germ-free acquisiscono il loro microbiota intestinale. Anche tra esemplari di Drosophila geneticamente identici che sono stati allevati, alloggiati e nutriti allo stesso modo, i ricercatori hanno osservato variazioni nella composizione del microbiota. I ricercatori hanno costruito modelli matematici che potrebbero consentire di analizzare diversi scenari di acquisizione di nuove specie microbiche.

Conclusioni
I risultati possono favorire lo sviluppo di terapie, come quelle a base di probiotici o i trapianti di microbiota fecale, che introducono microbi “estranei” per modificare il microbiota intestinale di un individuo.

Un recente studio ha dimostrato che le interazioni tra i microbi commensali presenti nell’intestino determinano la probabilità di acquisizione di nuovi microbi.

I risultati, pubblicati su PNAS, possono favorire lo sviluppo di terapie – come quelle a base di probiotici o i trapianti di microbiota fecale – che introducono nuovi microbi per modificare il microbiota intestinale di un individuo.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che la variabilità nella composizione del microbiota intestinale in individui diversi può essere spiegata, almeno in parte, da differenze nell’ambiente, nella dieta e nel patrimonio genetico. 

Tuttavia, non è ancora chiaro come nuovi microbi vengano acquisiti e diventino parte del microbiota intestinale.

Per rispondere a questa domanda, Eric Jones della Simon Fraser University e i suoi colleghi hanno deciso di studiare nel moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) i fattori che determinano le probabilità di colonizzazione a livello intestinale.

Probiotici e colonizzazione intestinale

I ricercatori hanno analizzato l’acquisizione di nuovi membri del microbiota in esemplari germ-free di Drosophila melanogaster. 

Sono state selezionate per l’esperimento cinque specie batteriche che fanno normalmente parte del microbiota dei moscerini della frutta (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter tropicalis e Acetobacter orientalis).

I batteri Acetobacter metabolizzano zuccheri, etanolo e altre fonti di carbonio, mentre i lattobacilli metabolizzano aminoacidi e zuccheri, producendo acido lattico.

Il team ha inoculato ciascuna delle 31 combinazioni delle cinque specie batteriche in gruppi separati di moscerini germ-free, quindi ha analizzato i risultati della colonizzazione. 

I ricercatori hanno poi riprodotto i dati ottenuti con una serie di modelli matematici, che hanno permesso di comprendere alcuni dei fattori che possono modellare il microbiota intestinale.

Modelli matematici

Anche tra moscerini geneticamente identici che sono stati allevati, alloggiati e nutriti allo stesso modo, i ricercatori hanno osservato variazioni nella composizione del microbiota. Alcune combinazioni di batteri hanno facilitato la reciproca colonizzazione e avevano maggiori probabilità di coesistere. 

Ad esempio, le specie Acetobacter sono riuscite a colonizzare l’intestino più frequentemente in presenza di lattobacilli e più raramente in presenza di altri batteri Acetobacter.

«Dobbiamo pensare alla composizione del microbioma come a una grande festa in cui le dinamiche sociali determinano chi va a casa presto e chi rimane fino all’alba», afferma il coautore dello studio William Ludington.

Conclusioni

Queste dinamiche possono influenzare gli approcci terapeutici che hanno lo scopo di modificare il microbiota intestinale di una persona introducendo nuovi microbi. 

«Per portare deliberatamente il microbioma di un individuo alla composizione desiderata (che rappresenta l’obiettivo dei trattamenti personalizzati basati sul microbiota) sarà utile prendere in considerazione la colonizzazione stocastica dell’intestino», concludono i ricercatori.