Cosa possono dirci le feci antiche sull'evoluzione del microbioma intestinale umano?

Le informazioni sul microbiota antico rappresentano una risorsa vitale per studiare l'evoluzione batterica ed esplorare la diffusione biologica delle malattie croniche nel corso della storia.

Un team internazionale di ricercatori ha analizzato il DNA microbico trovato nelle paleofeci umane indigene (escrementi essiccati) provenienti da grotte secche nel nord del Messico e nello Utah. Hanno scoperto che l'antico microbioma intestinale umano è simile a quello delle persone moderne provenienti da popolazioni non industrializzate.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Natura, è il primo a rivelare nuove specie di microbi nei campioni.

Studio:Ricostruzione di antichi genomi microbici dall'intestino umano. Credito di immagine:Design_Cells/Shutterstock

Antico microbioma

Il corpo è pieno di colonie di batteri innocui, fungo, e virus chiamati microbioma. Queste specie sono benefiche per il corpo, aiutando i processi naturali del corpo. Ci sono più di 400 specie di batteri che compongono il microbioma intestinale, aiutando a digerire il cibo, allontanare gli agenti patogeni nocivi, e sintetizzare le vitamine.

Precedenti studi avevano notato che il microbioma intestinale era presente anche nelle persone antiche. Ciò significa che l'esplorazione del contenuto dei batteri intestinali delle persone antiche può offrire nuove conoscenze non solo sulla loro dieta, ma anche su come scongiurare le malattie.

Gli esperti di salute hanno anche confrontato il microbioma intestinale di persone provenienti da regioni industrializzate e non industrializzate.

Precedenti studi su bambini in Russia e Finlandia hanno mostrato che quelli nelle regioni industrializzate avevano maggiori probabilità di sviluppare il diabete di tipo 1 rispetto a quelli nelle aree non industrializzate.

Questi due gruppi di bambini avevano un microbioma intestinale molto diverso, evidenziando che coloro che vivono in aree industrializzate, i bambini corrono un rischio maggiore di sviluppare non solo il diabete di tipo 1 ma anche altre malattie autoimmuni e allergiche.

Ricostruire l'antico microbioma intestinale umano

Il team ha ricostruito antichi genomi microbici utilizzando una serie di otto paleofeci da 1, 000 anni a 2, 000 anni scoperto negli Stati Uniti sudoccidentali e in Messico. Da li, hanno confrontato gli antichi microbi intestinali con i campioni moderni di popolazioni sia industrializzate che non industrializzate.

In totale, i ricercatori hanno ricostruito 498 genomi microbici e hanno concluso che 818 provenivano da individui antichi. Di questi, Il 39% non era stato precedentemente trovato negli altri campioni.

Le analisi sono state possibili grazie alla straordinaria conservazione delle paleofeci, l'uso di antichi metodi di estrazione dell'acido desossiribonucleico (aDNA) per le feci antiche, elevata profondità di sequenziamento, e i progressi nella metodologia di ricostruzione del genoma de novo.

Rispetto ai 789 campioni di microbioma intestinale umano di oggi provenienti da otto paesi, i campioni di paleofeci erano più simili ai microbiomi intestinali umani non industrializzati rispetto a quelli industrializzati.

Alcuni dei pezzi di cibo trovati nei campioni hanno confermato che la dieta degli antichi includeva fagioli e mais, che è tipico dei primi agricoltori nordamericani. Nel sito dello Utah, la squadra ha trovato un più eclettico, dieta ricca di fibre per la carestia, compresa l'erba di riso, Pera, e cavallette nei pezzi di cibo del campione.

Dopo la profilazione funzionale, il team ha trovato un'abbondanza significativamente inferiore di resistenza agli antibiotici e geni che degradano la mucina, compreso l'arricchimento di elementi genetici mobili relativi ai microbiomi intestinali industriali. Più, i campioni antichi erano più diversi, comprese dozzine di specie precedentemente sconosciute.

Questo studio facilita la scoperta e la caratterizzazione di microrganismi intestinali precedentemente non descritti da antichi microbiomi e l'indagine della storia evolutiva del microbiota intestinale umano attraverso la ricostruzione del genoma da paleofeci, ” i ricercatori hanno notato nello studio.

Lo studio ha anche stabilito che le paleofeci con DNA ben conservato sono abbondanti fonti di genomi microbici. Le specie microbiche precedentemente non descritte nelle antiche feci possono far luce sulle storie evolutive dei microbiomi umani.

Sono necessari studi futuri per ottenere una migliore comprensione del microbioma umano, che può aiutare a scoprire nuovi trattamenti per malattie come il diabete di tipo 1 e altre condizioni autoimmuni. Gli studi possono anche aiutare a sviluppare approcci per ripristinare il microbioma intestinale odierno al suo stato ancestrale.

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