Genetica e microbiota: quanto incide il nostro DNA e quello dei batteri sulla salute generale?

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Stato dell’arte
Sempre più numerosi sono gli studi che dimostrano il coinvolgimento del microbiota intestinale in processi infiammatori, neurologici e neoplastici. Le evidenze di diversità interpersonali sono però considerevoli. La componente genetica potrebbe esserne la chiave, nonostante il suo contributo nelle caratteristiche batteriche rimangono incerte.

Cosa aggiunge questo studio
Scopo dello studio è stato quello di analizzare l’impronta genetica di circa novemila individui e il relativo microbiota intestinale alla ricerca di fattori di correlazione stabili e predittivi.

Conclusioni
Una correlazione genetica-batterica sembrerebbe esserci. Il gruppo sanguigno di appartenenza (A, B, 0, AB) e lo status di FUT2, gene coinvolto nella secrezione degli antigeni isto-ematici, hanno mostrato associazione con Bacteroides e Faecalibacterium spp. entrambi correlati a quadri patologici e/o di salute.

Come la genetica influenza il rischio di sviluppare molte malattie o la nostra risposta ai farmaci, una correlazione sembrerebbe esserci anche con le caratteristiche del microbiota intestinale. In particolare, il gruppo sanguigno di appartenenza (A, B, 0, AB) e il gene di secrezione antigenica FUT2 hanno mostrato associazione con Bacteroides e Faecalibacterium spp., entrambi ceppi fondamentali per la nostra salute.

Si parla quindi di associazione “metaorganismo” che potrebbe portare una nuova visione di studio e trattamento di numerosi disturbi.

È quanto affermano Malte Christoph Rühlemann e colleghi della Kiel University (Germania) in uno studio di recente pubblicato su Nature Genetics.

Non solo batteri…

Il ruolo dei batteri in processi infiammatori, immunitari e metabolici è stato ampiamente dimostrato. Le dinamiche non sono però le stesse per tutti suggerendo un coinvolgimento della componente genetica che, assieme a fattori esterni quali dieta e stile di vita, influenza pesantemente la nostra salute e la risposta ai trattamenti.

La sua relazione con il microbioma intestinale rimane tuttavia ancora incerta. A tal proposito, con lo scopo di evidenziare eventuali associazioni, i ricercatori hanno analizzato il profilo genetico e microbico di 8.956 individui appartenenti a tre coorti di studio tedesche, omogenee per caratteristiche antropometriche (età, genere ecc.), variazioni genomiche e composizione batterica (core microbico condiviso). Eccone i punti principali.

Partendo dall’ipotesi che le caratteristiche dell’ospite genetica-dipendenti possano influenzare la presenza o assenza di certi microrganismi influenzando, inoltre, abbondanza e funzionalità, sono state individuate 44 associazioni genomiche significative con la composizione batterica, andando a coinvolgere 38 loci. Tra queste:

  • 53 varianti del loco della lattasi (LTC) hanno mostrato chiara associazione con Bifidobacterium spp.
  • Barnesiella spp. OTU99_55 hanno mostrato correlazione con il gene biliverdina reduttasi A (BLVRA), inibitore di TLR4 (toll-like receptor 4) altrimenti iniziatore della risposta immunitaria contro i lipopolisaccaridi batterici (Gram-negativi).

Gruppo sanguigno e microbiota

L’associazione più evidente è stata però dimostrata in base al gruppo sanguigno. Il gruppo sanguigno, infatti, è una componente ereditaria, identificato in base agli antigeni presenti sulla superficie dei globuli rossi.

Tra i 38 sistemi di classificazione, il sistema AB0 (ABzero) è sicuramente il più comune, andando a individuare quattro possibili gruppi sanguigni: A, B, AB oppure 0. Oltre agli antigeni, i gruppi sanguigno si differenziano per la presenza di anticorpi contro gli antigeni non presenti che ne determina il cosiddetto “rigetto” o, di contro, la compatibilità trasfusionale.

Analizzando più nel dettaglio questo sistema e i geni che ne fanno parte in relazione alla componente batterica si è visto che:

  • correlazione tra l’abbondanza di un ceppo Faecalibacterium spp. (OTU99_16) e un gene del sistema AB0 (rs3758348; chr9:136155000)
  • associazione tra rs8176632 allele T e l’aumentata espressione di Bacteroides OTU (OTU97_27), quest’ultimo associato anche alle varianti del fattore di trascrizione BACH2 e FUT2 (galactoside 2-α-l-fucosyltransferase 2), mediatori dell’espressione antigenica correlata al gruppo sanguigno. Varianti di questi geni hanno (in uno studio precedente) dimostrato associazione anche con disturbi infiammatori intestinali
  • i gruppi non-0 hanno mostrato correlazione positiva sia con l’attività secretoria di FUT2 sia con la prevalenza di Bacteroides OTU97_27. Associazione inversa invece per OTU97_12, OTU99_12 e TestASV_13 suggerendo effetti di istocompatibilità su ceppi di Bacteroides in particolare
  • associazione anche tra Faecalibacterium OTU99_16 e il gruppo saguigno A
  • l’attività di FUT2 ha poi mostrato correlazione con l’abbondanza di Roseburia OTU97_30 indipendentemente dal gruppo sanguigno

Applicando poi il modello statistico di randomizzazione mendeliana (MR) alla ricerca di connessioni causali:

  • lo stesso Bacteroides OTU associato con il gruppo sanguigno (OTU97_27) e Prevotella ASV (TestASV_18) sembrerebbero proteggere dallo sviluppo di morbo di Crohn
  • Parabacteroides spp. hanno dimostrato di proteggere da tratti correlati a obesità

Conclusioni

Grazie all’ampia dimensione del campione e al robusto approccio statistico, i ricercatori hanno quindi potuto individuare più di un’associazione tra componente genetica dell’ospite e caratteristiche del microbiota intestinale.

La chiave principale sembrerebbe essere il gruppo sanguigno (con tutti i geni e antigeni che ne fanno parte) da un lato e, in particolare, Bacteroides spp. dall’altra la cui espressione ha mostrato di essere coinvolta nel rischio di sviluppo di alcuni disturbi.

Silvia Radrezza
Laureata in Farmacia presso l’Univ. degli Studi di Ferrara, consegue un Master di 1° livello in Ricerca Clinica all’ Univ. degli Studi di Milano. Borsista all’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS dal 2017 al 2018, è ora dottoranda in Scienze Farmaceutiche presso l’Univ. degli Studi di Milano.

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