Il modello animale più adatto per condurre studi in vivo sul microbiota intestinale che diano indicazioni utili anche per l’uomo, potrebbe essere quello canino, data l’elevata analogia con quello umano. Lo conclude lo studio coordinato da Luis Pedro Coelho dell’European Molecular Biology Laboratory di Heidelberg (Germania) e pubblicato sulla rivista Microbiome.

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La maggior parte delle evidenze su come una certa alimentazione influisca sulla componente batterica intestinale la si deve a studi condotti su modelli murini o direttamente sull’uomo. In quest’ultimo caso, l’elevato costo del trial, le lunghe tempistiche e i numerosi fattori confondenti rendono la realizzazione non sempre possibile o così semplice. Dall’altro lato, i modelli murini sono realmente i più adatti?

I suini, per esempio, hanno maggiori similitudini anatomiche con l’uomo (apparato cardiovascolare e intestino) e i cani stanno sviluppando sempre più patologie intestinali o  legate all’obesità, proprio come i loro padroni.

I ricercatori hanno quindi preso in considerazione queste tre specie animali (topi, suini e cani) e confrontato il loro corredo batterico, a livello genomico, con quello dell’uomo. A questa prima fase, più analitica, ne è seguita una più sperimentale nella quale è stato valutato l’impatto di due diversi regimi alimentari sulla componente batterica di 64 cani (32 Labrador e altrettanti Beagle) comparando, anche in questo caso, i risultati con quelli già osservati nell’uomo.

Un catalogo genetico per il microbiota dei cani

Attraverso ampie e approfondite analisi di metagenomica su 129 campioni fecali raccolti dai 64 cani è stato possibile mettere a punto, per la prima volta, un “catalogo” genetico complessivo di tutte le specie batteriche intestinali per un totale di oltre un milione di geni (1.247.405, tassonomici e funzionali). Tra i phyla batterici predominanti si trovano Firmicutes e Bacteroidetes, seguiti a larga distanza da Proteobacteria, Acinobacteria e Fusobacteria.

I ricercatori sono passati quindi al confronto con quelli di topo, suino e uomo con le seguenti osservazioni:

• a livello sia di phylum sia di genere, la distribuzione dei geni nell’intestino dei cani è risultata la più simile a quella umana, seppur con una maggiore espressione di Fusobacteria
• il catalogo murino ha presentato in assoluto la più alta abbondanza di Firmicutes
• il 63% dei geni canini hanno trovato riscontro nel catalogo umano vs il 32,9% dei suini e il 19,9% dei topi
• viceversa, il 28% dei geni umani può essere mappato sul catalogo canino, percentuale simile a quella di topi e suini (22,5% e 27,2% rispettivamente)
• considerando il rapporto di geni in comune con il catalogo umano sul totale, quello canino ha mostrato la maggiore sovrapposizione tassonomica e funzionale (26%, 309.232 su 1.247.405 geni totali) seguito da quello dei suini (11%, 797.746 su 7.238.249) e da quello murino (4,9%, 122.131 su 2.487.431)
• l’analisi dell’SNP (single nucleotide polymorphisms) ha dimostrato come tale analogia di geni batterici intestinali fra uomo e cane non è da ricondurre a una trasmissione diretta

L’impatto della dieta sul microbioma intestinale canino

Come già ampiamente dimostrato anche sull’uomo, la dieta impatta notevolmente sulla composizione e funzionalità batterica. Sulla base delle osservazioni appena descritte, i ricercatori hanno quindi voluto testare se, oltre ad avere una buona parte di batteri intestinali in comune, uomo e cane rispondessero anche in maniera simile a differenti piani alimentari.

Per fare ciò, dopo quattro settimane di dieta “normale”, i 64 cani inclusi nello studio sono stati randomizzati (32 per gruppo con pari numero di esemplari obesi e normopeso) a ricevere, per lo stesso periodo, una dieta ricca di proteine, ma scarsa di carboidrati (HPLC), o, al contrario, una ricca di carboidrati e povera di proteine (LPHC). I campioni fecali sono stati raccolti all’inizio e alla fine dell’intervento con i seguenti risultati:

• al termine delle 4 settimane di dieta normale, non sono emerse differenze significative tra i cani obesi e normopeso sebbene nei primi si sia registrata una maggior abbondanza di Bacteroidetes
• la dieta, soprattutto il regime HPLC, ha dimostrato di incidere molto sulla composizione tassonomica,
• dopo il trattamento, il gruppo con HPLC ha in generale presentato aumentati livelli del rapporto Firmicutes:Bacteroides rispetto alla controparte
• a livello di genere, il rapporto Prevotella:Bacteroidetes ha mostrato valori maggiori al baseline e nel gruppo LHPC rispetto a quello in HPLC, risultati in accordo con quelli osservati in studi clinici con simili regimi alimentari
• la maggiore alterazione di composizione batterica rispetto al baseline la si è registrata tra gli esemplari obesi del gruppo in HPLC, da ricondurre soprattutto a Lactobacillus, Prevotella, Streptococcus e Turicibacter

In conclusione, questo studio, oltre a offrire un catalogo di oltre un milione di geni batterici intestinali di cane, mette l’accento su un’analogia con l’uomo finora sottovalutata, ma potenzialmente in grado di fornire risultati trasferibili reciprocamente, dall’uomo al cane e viceversa.