Stato dell’arte
Nonostante siano importanti per gli stati di salute e malattia, la maggior parte dei microbi che popolano il nostro corpo rimangono non caratterizzati.
Cosa aggiunge questa ricerca
Analizzando il DNA di circa 9.500 campioni di microbi corporei, i ricercatori hanno identificato più di 150.000 genomi microbici. Questi genomi appartengono a circa 5.000 specie di batteri e archaea, il 77% dei quali non era ancora stato descritto. La maggior parte dei microbi non caratterizzati sono stati trovati in popolazioni non occidentalizzate.
Conclusioni
I risultati aumentano la possibilità di caratterizzare i microbi che popolano il nostro corpo e ampliare la nostra comprensione del microbioma umano in diverse popolazioni.
I ricercatori hanno identificato oltre 150.000 genomi microbici appartenenti a circa 5.000 specie di batteri e archaea, la maggior parte dei quali non erano stati ancora descritti. Lo studio, condotto da Edoardo Pasolli presso l’Università di Trento, in Italia, è stato pubblicato sulla rivista Cell.
Nonostante siano importanti per la salute e la malattia, la maggior parte dei microbi che popolano il nostro corpo rimangono non caratterizzati. Parte del problema è che molti microbi non possono essere coltivati in laboratorio. Tuttavia, i recenti progressi consentono ai ricercatori di estrarre il DNA microbico totale da una varietà di campioni – dalla saliva alle feci, e di analizzarlo per ricostruire i genomi delle specie microbiche presenti nei campioni.
Utilizzando questo approccio, i ricercatori hanno sequenziato e analizzato il DNA di 9.428 campioni di microbi corporei prelevati da diversi siti corporei di persone in tutto il mondo.
I genomi microbici appena ricostruiti appartengono a circa 5.000 specie
Il team ha ricostruito un totale di 154.723 genomi, che figuravano appartenenti a 4.930 specie da 22 famiglie microbiche note. Dei genomi appena ricostruiti, 675 appartengono ad Archaea.
Quindi i ricercatori hanno esaminato il tipo di geni contenuti nei genomi ricostruiti. Ogni sito del corpo mostra un insieme distintivo di geni. Per esempio, i genomi delle feci dei neonati sono arricchiti da geni coinvolti nel metabolismo del lattosio e di altri zuccheri, che caratterizzano la dieta dei neonati non ancora svezzati.
Allo stesso modo, i campioni di feci delle popolazioni occidentalizzate contengono enzimi coinvolti nel metabolismo dei carboidrati complessi, che probabilmente riflettono le abitudini alimentari occidentali.
La maggior parte delle specie identificate non era stata ancora descritta
Delle 4.930 specie microbiche identificate, 3.796 (77%) non erano ancora state descritte. La maggior parte di queste specie appartiene a campioni provenienti da popolazioni non occidentalizzate, probabilmente perché pochi studi hanno analizzato il microbioma corporeo di queste popolazioni.
Una percentuale significativa di specie non caratterizzate (1.153) è risultata abbondante nell’intestino. Un microbo appena identificato, che i ricercatori hanno chiamato “Candidatus Cibiobacter qucibialis”, è particolarmente comune. Questa specie è evolutivamente vicina a due importanti membri del microbioma intestinale, Faecalibacterium e Ruminococcus.
Anche tra i Bacteroides, le specie microbiche più studiate nell’intestino, l’analisi ha recuperato centinaia di genomi precedentemente non caratterizzati.
Le popolazioni non occidentalizzate hanno microbiomi distintivi
Successivamente, il team ha analizzato il microbioma intestinale di due comunità rurali del nord-est del Madagascar.
Le specie presenti nel microbioma corporeo di queste popolazioni sono risultate considerevolmente diverse da quelle delle popolazioni occidentalizzate. Per esempio, le specie Succinatimonas sono fortemente associate alle popolazioni del Madagascar e alle popolazioni non occidentalizzate. Questa specie è in grado di degradare il D-xilosio, una pianta-zucchero che i microbi intestinali delle popolazioni rurali sono particolarmente efficienti nel metabolizzare.
Altri batteri prevalenti nelle popolazioni non occidentalizzate appartengono ai Firmicutes e famiglie di Actinobacteria, così come la famiglia Elusimicrobia, che si trova raramente nelle persone occidentalizzate.
Al contrario, gli stili di vita occidentalizzati sono risultati fortemente associati con la Bacteroides uniformis e altre 13 specie di Bacteroides.
I microbiomi delle popolazioni occidentalizzate e non occidentalizzate sono risultati diversi anche a livello funzionale. I microbiomi occidentalizzati sono arricchiti da geni coinvolti nel metabolismo dello zolfo e della vitamina B12, mentre i microbiomi non occidentalizzati sono arricchiti da geni coinvolti nelle funzioni fimbriali e nella degradazione delle pectine complesse.
Secondo gli autori, queste differenze potrebbero essere dovute alla dieta, alle differenze genetiche e di esposizione tra i due gruppi.
In conclusione, questo studio espande la collezione di genomi microbici associati al corpo umano aggiungendo al catalogo attuale oltre 150.000 genomi ricostruiti. Secondo i ricercatori ciò aumenta la possibilità di caratterizzare i microbi che popolano il nostro corpo e di ampliare la nostra comprensione del microbioma umano in diverse popolazioni.
Traduzione dall’inglese a cura della redazione
