I microbi intestinali possono modellare numerosi aspetti della salute umana, tra cui la funzione immunitaria, il cancro e le condizioni psichiatriche. Una nuova ricerca suggerisce che il genoma dell’ospite può, a sua volta, modellare diverse funzioni del microbiota intestinale.

I risultati, pubblicati su Scientific Reports, forniscono nuove informazioni sulle interazioni genetiche ospite-microbiota, facendo luce sull’impatto del genoma umano sui microbi intestinali.

«Associare varianti nel genoma umano con alterazioni nella composizione del microbiota intestinale è stato complesso», afferma il coautore dello studio Andrew Clark della Cornell University. «Le varianti del genoma umano sono associate tra loro e possono avere funzioni correlate; lo stesso vale per le specie di batteri presenti nell’intestino, che dipendono l’una dall’altra».

Dalla genetica al microbiota

Studi precedenti si sono concentrati principalmente sull’impatto delle singole varianti genetiche sulla composizione del microbiota. 

«Quando una malattia o un fenotipo è causato da una singola mutazione genetica, trovare il gene responsabile può essere un processo relativamente semplice», afferma l’autrice senior dello studio, Ilana Brito.

Tuttavia, diversi geni possono interagire tra loro per causare un tratto o una malattia specifica. Per comprendere meglio quanto il microbiota intestinale umano sia influenzato dal genoma del suo ospite, Ilana Brit, Andrew Clark e i loro colleghi hanno utilizzato un approccio che valuta l’impatto dell’intero genoma sulle numerose funzioni del microbiota intestinale.

Lo studio sui gemelli 

I ricercatori hanno utilizzato approcci computazionali e di modelling per identificare le variazioni nella sequenza del DNA, o SNP (Single Nucleotide Polymorphism, polimorfismo a singolo nucleotide) correlate con tratti caratteristici associati al microbiota. 

Nello studio sono state incluse 250 persone che partecipano a TwinsUK, un progetto che include genotipi umani e sequenze del microbioma di coppie di gemelle del Regno Unito.

I ricercatori hanno così individuato associazioni genetiche ospite-microbiota nuove, ma anche precedentemente note, comprese quelle con Akkermansia, Faecalibacterium e Bifidobacterium. 

Associazioni ospite-microbo

Il team ha identificato molti casi in cui la composizione genetica dell’ospite ha influenzato le funzioni del microbiota intestinale, come per esempio la resistenza agli antibiotici e i sistemi di secrezione che vengono utilizzati dai batteri per interagire tra loro, in modo antagonistico o cooperativo.

I ricercatori hanno scoperto che anche i pathway coinvolti nel trasporto erano associati alla genetica dell’ospite: le traslocasi, enzimi che permettono il trasporto transmembrana delle molecole, sembrano essere coinvolti nelle interazioni ospite-microbo o microbo-microbo nell’intestino. «Ci sono prove del ruolo delle traslocasi mitocondriali nel crosstalk ospite-microbo che possono essere importanti nel cancro del colon-retto o nelle malattie infiammatorie intestinali», aggiungono i ricercatori.

Conclusioni

Sebbene gli studiosi abbiano analizzato i dati di un numero limitato di persone, sono stati in grado di scoprire associazioni significative tra il genoma dell’ospite e i microbi intestinali.

Inoltre, i metodi utilizzati per questa ricerca potranno essere utilizzati anche in altri studi. «Sarebbe interessante per esempio utilizzare il nostro metodo su un’ampia coorte di malattie in cui sono previste forti differenze nel microbioma rispetto ai controlli, in modo da ottenere nuove informazioni sui meccanismi associati alla malattia», concludono gli autori.