I ricercatori scoprono un nuovo legame tra una classe di inquinanti persistenti e il microbioma intestinale

I ricercatori della Duke University hanno completato lo studio più completo fino ad oggi su come una classe di inquinanti persistenti chiamati composti organici semivolatili (SVOC) sono associati al microbioma intestinale nei bambini umani.

I risultati mostrano che alcuni SVOC sono correlati con l'abbondanza di specie batteriche e fungine che vivono nel tratto digestivo umano e possono influenzarli in modo diverso, fornendo un potenziale meccanismo per misurare l'esposizione a un'ampia varietà di queste sostanze. Lo studio suggerisce anche che l'esposizione a composti alogenati tossici, sostanze chimiche contenenti carbonio e un alogeno come cloro e bromo, può creare una nicchia per i batteri che si nutrono di loro - batteri che di solito non si trovano nell'intestino umano.

Abbiamo trovato batteri che i ricercatori usano per il biorisanamento del suolo per rimuovere i solventi clorurati, che non è un organismo che ti aspetteresti di trovare nell'intestino di qualcuno. Il motivo per cui viene utilizzato nei terreni è per disintossicare e rimuovere i cloro, il che suggerisce che forse è anche esattamente il motivo per cui sono in queste viscere".

Claudia Gunsch, il Theodore Kennedy Professore di Ingegneria Civile e Ambientale, Duke University

I risultati appaiono online il 30 ottobre sulla rivista Lettere di scienze e tecnologie ambientali .

"Vogliamo capire gli impatti dell'esposizione agli SVOC sul nostro microbioma intestinale e come ciò si traduce in esiti positivi o negativi sulla salute, " ha detto Gunsch. "Ma in questo momento è una grande scatola nera che non capiamo."

Gli SVOC sono un'ampia classe di sostanze chimiche inodori emesse da materiali da costruzione e prodotti di consumo, spesso evaporando lentamente e depositandosi su particelle di polvere e gocce d'acqua. Quasi tutti nel mondo sviluppato sono regolarmente esposti ad almeno alcuni di questi composti, a causa del loro uso comune nei prodotti industriali e di consumo.

Il pensiero che queste sostanze chimiche possano avere effetti sul microbioma umano e avere un impatto sulla salute è relativamente nuovo, e la ricerca per scoprire cosa possono essere e perché si verificano è ancora agli inizi. Un'importante linea di lavoro è rivolta ai bambini perché in genere hanno tassi di esposizione più elevati, a causa del passare più tempo a giocare su pavimenti polverosi dove si accumulano SVOC, e perché i loro corpi in crescita sono più suscettibili a nuovi fattori di stress ambientale.

Una strada per causare turbolenze nella vita di un bambino in crescita è attraverso l'influenza sul microbioma intestinale. Costituito dalle complesse comunità di batteri e funghi che crescono e vivono insieme in tutto il tratto digestivo umano, il microbioma intestinale ha dimostrato di avere una chiara importanza per lo sviluppo dell'infanzia e per la salute degli adulti. Mentre alcuni studi hanno già dimostrato che alcuni SVOC hanno un impatto sul microbioma intestinale dei bambini, le sostanze chimiche studiate sono solo una piccola frazione di quelle a cui le persone sono esposte.

"In teoria, le perturbazioni nel microbioma intestinale dei bambini potrebbero essere associate a impatti a lungo termine sulla salute, " ha aggiunto Courtney Gardner, assistente professore di ingegneria civile e ambientale presso la Washington State University, che ha condotto lo studio mentre era ancora un membro del laboratorio di Gunsch. "Ma prima che possiamo davvero studiarli per chiarire le cause, dobbiamo avere un'idea di quali classi SVOC sembrano essere le più negativamente associate alle comunità di microbiomi".

Nella loro prima incursione esplorativa in questo campo, Gunsch, Gardner e i loro colleghi della Duke hanno misurato i livelli di dozzine di SVOC che circolano nei corpi di quasi 80 bambini di età compresa tra tre e sei anni. Hanno anche caratterizzato ciascuno dei microbiomi intestinali dei bambini e poi hanno cercato le relazioni tra le differenze riscontrate e l'esposizione agli SVOC.

Non c'era carenza di dati con cui lavorare, poiché i ricercatori hanno trovato 29 composti SVOC in oltre il 95% dei campioni prelevati. Hanno anche trovato relazioni tra i composti presenti nel sangue o nelle urine dei bambini e le quantità relative di microbi chiave, inclusi 61 batteri e 24 funghi. Dopo aver lavorato sui vari biomarcatori e relazioni, i ricercatori sono usciti con due interessanti spunti.

Il primo è che i bambini con alti livelli di SVOC alogenati hanno alcuni ospiti insoliti nelle loro viscere.

I ricercatori hanno anche scoperto che mentre alcuni SVOC avevano un effetto negativo sui batteri nel microbioma intestinale, altri hanno avuto un effetto positivo. Con ulteriori ricerche su come esattamente queste varie sostanze chimiche influenzano le diverse specie dell'intestino a modo loro, questo lavoro può fornire la possibilità di utilizzare un'istantanea della comunità microbica dell'intestino come una finestra su quali SVOC è stato esposto a un bambino.

"Attualmente è molto complicato e costoso misurare a quali sostanze chimiche le persone sono state esposte se non sai già cosa stai cercando, " disse Gunsch. "Al contrario, questo è abbastanza semplice. Se potessimo ottenere un'istantanea affidabile dell'esposizione a SVOC semplicemente sequenziando la firma genetica di un microbioma, potremmo usarlo per aiutarci a capire di più sugli impatti sulla salute che queste sostanze chimiche hanno sui nostri figli e su noi stessi".

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