La ricerca sul microbioma intestinale sta progredendo di passi da gigante

Due nuovi studi avanzano la nostra conoscenza del microbiota intestinale umano e come funziona.

Fonte: arloo / Shutterstock

Il primo studio a livello di popolazione sulla correlazione tra salute mentale e microbioma intestinale – basato su dati di oltre un migliaio di individui iscritti al Flemish Gut Flora Project (FGFP) – è disponibile online oggi. FGFP è uno dei più grandi studi sulla flora intestinale nel mondo e offre prove empiriche potenzialmente innovative sul microbiota intestinale umano e sul microbioma.

Recentemente, i ricercatori del VIB-KU Leuven nei Paesi Bassi (che sovrintendono FGFP) hanno individuato specifici batteri intestinali che correlano positivamente o negativamente con la salute mentale e la qualità della vita.

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Il documento, “Il potenziale neuroattivo del microbiota intestinale umano in qualità di vita e depressione“, è stato pubblicato online il 4 febbraio sulla rivista Nature Microbiology . Questo studio offre preziosi indizi su specifiche colonie di microbioma intestinale che possono produrre composti neuroattivi.

Per questa ricerca pionieristica, i microbiologi olandesi affiliati al Vib-KU Leuven Center for Microbiology hanno analizzato la capacità di oltre 500 batteri intestinali isolati dal tratto gastrointestinale umano di produrre composti neuroattivi. Per quanto ne so, questi risultati del Jeroen Raes Lab rappresentano uno dei primissimi cataloghi di microbiomi intestinali correlati alla neuroattività.

In particolare, Raes e colleghi hanno identificato due generi batterici, Coprococcus spp. e Dialister , erano costantemente impoveriti in individui con depressione clinica, indipendentemente dal fatto che il partecipante allo studio stesse assumendo antidepressivi. Il rovescio della medaglia , gli autori hanno detto, “I batteri di Faecalibacterium e Coprococcus che producono butirrato sono stati coerentemente associati a più alti indicatori di qualità della vita.”

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I risultati di questa ricerca sono stati corroborati da una coorte indipendente di 1.063 persone provenienti da Dutch LifeLines DEEP e da un’altra coorte di pazienti clinicamente depressi presso gli ospedali universitari di Leuven in Belgio.

“Molti composti neuroattivi sono prodotti nell’intestino umano. Volevamo vedere quali microbi intestinali potevano partecipare alla produzione, degradazione o modifica di queste molecole. La nostra cassetta degli attrezzi non solo consente di identificare i diversi batteri che potrebbero giocare un ruolo nelle condizioni di salute mentale, ma anche i meccanismi potenzialmente coinvolti in questa interazione con l’ospite “, ha detto in una dichiarazione il primo autore Mireia Valles-Colomer. “Ad esempio, abbiamo scoperto che la capacità dei microrganismi di produrre DOPAC, un metabolita del neurotrasmettitore umano dopamina, era associata a una migliore qualità della vita mentale”.

Procedere con cautela: il consumo di probiotici commerciali può ritorcersi contro

Prima di continuare a leggere, c’è un avvertimento importante sui probiotici e l’idea sbagliata che assumere integratori da banco che possono avere un particolare ceppo di batteri intestinali cosiddetti “buoni” potrebbe essere un qualche tipo di panacea. Ad esempio, per favore non interpretare la ricerca preliminare di Valles-Colomer et al. (2019) che i livelli impoveriti di Dialister sono correlati con la depressione come un qualche tipo di consiglio prescrittivo per cercare un probiotico generico con questi batteri come un ipotetico metodo basato sul microbioma per tenere a bada la depressione. Questo sarebbe un consiglio sconsiderato: cattivo!

Fonte: metamorworks / Shutterstock

L’ecosistema del microbioma intestinale è straordinariamente complesso e influenzato da innumerevoli fattori che gli scienziati stanno appena iniziando a capire. Inoltre, per alcune persone, il consumo di probiotici commercialmente prodotti in serie può ritorcersi contro. (vedi “I risultati inattesi fanno in modo che gli scienziati ripensino ai probiotici”, “In una nebbia del cervello? I probiotici potrebbero essere colpevoli” e “Studi retrospettivi sui probiotici fanno scattare campane d’allarme”).

Pochi giorni fa, il New York Times ha pubblicato un articolo di Carl Zimmer, “I germi nelle tue viscere stanno parlando al tuo cervello. Gli scienziati vogliono sapere quello che stanno dicendo. “Che è stata di tendenza nella lista” Più inviati via email “per tutta la settimana. Negli ultimi anni, ho riportato estensivamente l’asse bidirezionale del microbioma-intestino-cervello e il nervo vago. (vedi qui, qui, qui, qui, qui.)

Nel suo recente articolo del Times sull’asse dell’intestino cervello e la ricerca sul microbioma, scrive Zimmer,

“La ricerca continua a evidenziare legami straordinari tra il microbioma e il cervello. Gli scienziati stanno scoprendo che il microbioma può giocare un ruolo non solo nella malattia di Alzheimer, ma anche nel morbo di Parkinson, nella depressione, nella schizofrenia, nell’autismo e in altre condizioni. Per quanto intrigante possa essere questo tipo di ricerca, ha un grosso limite. Poiché i ricercatori stanno trasferendo contemporaneamente centinaia di specie batteriche, gli esperimenti non possono rivelare quali sono in particolare responsabili della sostituzione del cervello. Ora i ricercatori stanno individuando singoli ceppi che sembrano avere un effetto “.

L’articolo del 28 gennaio 2019 del Times non fa riferimento al nuovo studio pubblicato oggi su Nature Microbiology che identifica il microbioma intestinale sopra menzionato con potenziale neuroattivo. Detto questo, le ultime scoperte del Raes Lab di VIB-KU Leuven servono come Allegato A di “ricercatori che individuano singoli ceppi che sembrano avere un effetto” e fanno parte di una “timeline del microbioma e del cervello” che faccio del mio meglio per mantenere aggiornato in tempo reale come un blogger.

Fonte: Flemish Gut Flora Project (FGFP) / Raes Lab (VIB-KU Leuven)

“Il rapporto tra metabolismo microbico intestinale e salute mentale è un argomento controverso nella ricerca sui microbiomi”, ha detto Raes in una nota. “L’idea che i metaboliti microbici possano interagire con il nostro cervello – e quindi con comportamenti e sentimenti – è intrigante, ma la comunicazione intestinale del cervello e del microbioma è stata principalmente esplorata in modelli animali, con la ricerca umana in ritardo. Nel nostro studio a livello di popolazione abbiamo identificato diversi gruppi di batteri che co-variavano con la depressione umana e la qualità della vita tra le popolazioni “.

Per la prossima fase di questa ricerca, Jeroen Raes e il suo team si stanno preparando per un altro giro di campionamento del Progetto Flora fiamminga intestinale che inizierà presto. L’FGFP è attualmente limitato ai partecipanti belgi. Tuttavia, se non vivi in ​​Belgio e sei interessato a unirti a questo studio quando è internazionale, invia le tue informazioni di contatto a [email protected].

Studio pionieristico identifica oltre 100 specie precedentemente sconosciute di batteri intestinali umani

Oltre al recente studio di Valles-Colomer et al. (2019), un altro studio di un diverso team internazionale di ricercatori (pubblicato oggi) ha identificato e isolato 105 nuove specie di batteri intestinali umani. Questo articolo, “Un genoma batterico intestinale umano e raccolta di colture per analisi metagenomiche migliorate”, è stato pubblicato online il 4 febbraio su Nature Biotechnology .

“Questo studio ha portato alla creazione del database pubblico più vasto e completo di batteri intestinali associati alla salute umana. Il microbioma intestinale gioca un ruolo importante nella salute e nella malattia. Questa importante risorsa cambierà radicalmente il modo in cui i ricercatori studiano il microbioma “, ha detto in una dichiarazione il primo autore Samuel Forster del Wellcome Sanger Institute e dell’Hudson Institute of Medical Research in Australia.

Questi risultati sono l’esposizione B di “ricercatori [che] stanno individuando singoli ceppi che sembrano avere un effetto” condiviso in questo post.

Gli autori (Forster et al., 2019) spiegano il significato di questa scoperta, “Presentiamo la collezione di batteri gastrointestinali umani (HBC), un set completo di 737 isolati batterici sequenziati dell’intero genoma, che rappresentano 273 specie (105 nuove specie ) da 31 famiglie trovate nel microbiota gastrointestinale umano. L’HBC aumenta il 37% dei genomi batterici derivati ​​dal microbiota gastrointestinale umano. La risultante collezione globale di batteri genitali gastrointestinali umani (HGG) classifica l’83% dei generi per abbondanza su 13.490 campioni metagenomici sequenziati con fucile, migliora la classificazione tassonomica del 61% rispetto alla raccolta genoma Human Microbiome Project (HMP) e raggiunge la classificazione a livello di sottospecie per quasi il 50% delle sequenze. ”

L’autore senior, Trevor Lawley, anche del Wellcome Sanger Institute, ha dichiarato: “Questa collezione di culture di singoli batteri sarà un punto di svolta per la ricerca di microbiomi di base e traslazionale. Coltivando l’inculturabile, abbiamo creato una risorsa che renderà l’analisi del microbioma più veloce, più economica e più accurata e consentirà un ulteriore studio della loro biologia e delle loro funzioni. In definitiva, questo ci porterà allo sviluppo di nuove diagnosi e trattamenti per malattie come disturbi gastrointestinali, infezioni e condizioni immunitarie “.

Riferimenti

Mireia Valles-Colomer, Gwen Falony, Youssef Darzi, Ettje F. Tigchelaar, Jun Wang, Raul Y. Tito, Carmen Schiweck, Alexander Kurilshikov, Marie Joossens, Cisca Wijmenga, Stephan Claes, Lukas Van Oudenhove, Alexandra Zhernakova, Sara Vieira-Silva e Jeroen Raes. “Il potenziale neuroattivo del microbiota intestinale umano in qualità di vita e depressione”. Nature Microbiology (Prima pubblicazione: 4 febbraio 2019) DOI: 10.1038 / s41564-018-0337-x

Samuel C. Forster, Nitin Kumar, Benedizione O. Anonye, ​​Alexandre Almeida, Elisa Viciani, Mark D. Stares, Matthew Dunn, Tapoka T. Mkandawire, Ana Zhu, Yan Shao, Lindsay J. Pike, Thomas Louie, Hilary P. Browne , Alex L. Mitchell, B. Anne Neville, Robert D. Finn e Trevor D. Lawley. “Una raccolta di geni e colture batteriche intestinali umane per analisi metagenomiche migliorate.” Nature Biotechnology (Prima pubblicazione: 4 febbraio 2019) DOI: 10.1038 / s41587-018-0009-7