I batteri e l’intestino umano: nuove evidenze sperimentali della complessità delle popolazioni batteriche intestinali


    Autori: Marco Ventura(1) e Francesca Turroni(2)

    (1)Laboratory of Probiogenomics, Department of Genetics, Biology of Microorganisms, Anthropology and Evolution, University of Parma, Italy; (2)Alimentary Pharmabiotic Centre and Department of Microbiology, Bioscience Institute, National University of Ireland, Western Road, Cork, Ireland;
     

    Il corpo umano è costituito da batteri

    Si stima che il numero di cellule batteriche che risiedono nell’organismo umano sia dieci volte superiore al numero di cellule che costituiscono l’intero corpo stesso. In particolare l’intestino è la regione più densamente colonizzata da cellule microbiche. Si ritiene che la popolazione batterica intestinale (definita “microbiota”) dell’uomo sia particolarmente complessa, ma ancora largamente sconosciuta.

    Infatti, si pensa sia composta da più di 1000 specie di microrganismi in grado di formare un’associazione sinergica che si traduce in un ecosistema di fondamentale importanza per la vita dell’uomo. Il microbiota intestinale, che comprende sia una microflora indigena (autoctona) che una microflora transiente (alloctona), svolge molteplici funzioni, alcune delle quali essenziali per l’uomo, contribuendo al benessere generale dell’organismo.

    Al momento della nascita si pensa che l’intestino del neonato sia sterile e subisca una rapida e progressiva colonizzazione microbica già nei momenti successivi del parto. I primi giorni di vita e il periodo dello svezzamento costituiscono due momenti chiave nel percorso che influenza la composizione del microbiota intestinale. è stato possibile osservare come i neonati allattati con latte materno possiedono un microbiota intestinale dominato da bifidobatteri, componente microbica ritenuta salutistica, mentre i neonati allattati con latte ricostituito presentano una composizione del microbiota intestinale differente.

    Nel latte materno sono state identificate delle molecole unicamente presenti in questo fluido corporeo, gli oligosaccaridi del latte umano, che costituiscono un ottimo substrato di crescita per alcune specie di bifidobatteri a livello intestinale, ritenute avere importanti effetti salutistici. I microrganismi del GIT principalmente studiati sono i batteri lattici e i bifidobatteri, perché sono i normali componenti di questo complesso ecosistema e sono batteri autoctoni enterici.

    Varie sono le specie descritte nel genere Bifidobacterium tra le quali vi sono alcune come Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve e Bifidobacterium longum subsp. infantis che si trovano naturalmente nel nostro intestino e alcune di queste sono anche aggiunte in diverse preparazione probiotiche. Le basi scientifiche che confermano la capacità dei batteri probiotici di colonizzare l’intestino e l’espletamento degli effetti salutistici sono ancora largamente sconosciute, uno strumento che offrirà enormi vantaggi al fine di raggiungere questo livello di conoscenza è rappresentato dalla probiogenomica.
     

    Verso la scoperta del ruolo dei batteri intestinali
     

    Il microbiota intestinale sembra avere molteplici funzioni positive per il nostro organismo data la continua interazione batteri-mucosa intestinale. La composizione di tale microbiota è oggi però largamente sconosciuta, in quanto difficilmente studiabile nel dettaglio, ma si ritiene costituita da numerosi gruppi batterici che possono avere effetti sulla salute dell’uomo. Solo negli ultimi anni con l’avvento di tecniche d’indagine innovative, tra queste la metagenomica, si è iniziata a comprendere e mappare la complessità della composizione microbica che risiede nell’intestino umano, anche se molto deve ancora essere fatto.

    Un importante passo in avanti in questa direzione è stato compiuto dai ricercatori del laboratorio di Probiogenomica dell’Università degli Studi di Parma, coordinato dal Dott. Ventura in collaborazione con l’IBT-CNR di Milano e diversi gruppi di ricerca stranieri (Alimentary and Pharmabiotic Centre, Cork, Ireland; Departamento de Microbiologia y Bioquimica de Productos Lacteos, IPLA –CSIC, Asturias, Spain e University of Cardiff, United Kingdom).

    Lo studio pubblicato sull’autorevole rivista internazionale PloS One, ha permesso di scoprire l’intricata biodiversità microbica presente nel tratto intestinale dei neonati tramite l’impiego di tecniche di metagenomica (studio complessivo della biodiversità di un ecosistema basato sull’analisi dell’intero DNA presente).

    L’approccio metagenomico utilizzato ha permesso d’identificare l’esistenza di una ricca componente di bifidobatteri e di scoprire come esistono spesso dei rapporti sinergici tra varie specie. Inoltre, lo studio ha svelato l’esistenza di alcune specie di bifidobatteri quali Bifidobacterium bifidum e Bifidobacterium breve che sono dominanti a livello dell’intestino del neonato e che di conseguenza possono avere importanti implicazioni sia sul metabolismo dell’intestino che sullo stato di salute del neonato.
     

    Figura 1Cellule di bifidobatteri viste al microscopio

    Figura 1 - Immagini al microscopio ottico di cellule di bifidobatteri

    Il progetto recentemente pubblicato si colloca nell’ambito di un progetto molto più ampio attualmente in corso di esecuzione presso il laboratorio di Probiogenomica destinato alla valutazione della composizione del microbiota intestinale umano con l’intento di definire la presenza di specifici marcatori microbici e/o molecolari che siano influenzati da diverse diete alimentari e stati di salute.

    La ricerca dal titolo “Diversity of bifidobacteria within the infant gut microbiota” è firmata da Francesca Turroni, Clelia Peano, Daniel A. Pass, Elena Foroni, Marco Severgnini, Marcus J. Claesson, Colm Kerr, Jonathan Hourihane, Deirdre Murray, Fabio Fuligni, Miguel Gueimonde, Abelardo Margolles, Gianluca De Bellis, Paul W. O’Toole, Douwe van Sinderen, Julian R. Marchesi e Marco Ventura.
     

    Sitografia:

    PloS One
    http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0036957

    Probiogenomics lab
    http://probiogenomics.unipr.it/



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