I topi di laboratorio possono avere differenze nel microbioma dell'intestino tenue rispetto agli umani

C'è un crescente consenso sul fatto che il microbioma intestinale sia coinvolto in molti aspetti della salute fisica e mentale, compresa l'insorgenza della malattia di Parkinson, sclerosi multipla, e anche alcuni comportamenti. È probabile che il microbiota dell'intestino tenue, in particolare, abbia effetti importanti sulla salute umana perché la maggior parte dei nutrienti e dei farmaci vengono assorbiti dall'organismo in questa posizione. Per studiare il microbioma intestinale, i ricercatori usano in genere topi e ratti perché questi animali sono facili da curare, riprodursi rapidamente, e hanno molte somiglianze biologiche con gli umani. Ma ci sono differenze significative tra gli esseri umani e questi animali. Una di queste differenze, la propensione dei roditori di laboratorio a mangiare le proprie feci, potrebbe avere importanti implicazioni per la ricerca relativa al microbioma dell'intestino tenue.

In uno studio pubblicato sulla rivista microbioma , ricercatori nel laboratorio di Rustem Ismagilov, Ethel Wilson Bowles e Robert Bowles Professore di Chimica e Ingegneria Chimica del Caltech e direttore del Jacobs Institute for Molecular Engineering for Medicine, mostrano che i topi di laboratorio standard (che consumano le loro feci) possono avere importanti differenze nelle loro comunità microbiche del piccolo intestino rispetto agli umani.

La comunità di ricerca è consapevole da molti decenni che i roditori da laboratorio consumano feci, una pratica nota come coprofagia, ma ciò che non è stato compreso è come questa attività influisca effettivamente sulle condizioni all'interno dell'intestino tenue, dice Said Bogatyrev, Studioso postdottorato Caltech in ingegneria chimica e autore principale dello studio.

"La maggior parte dei ricercatori presume anche che la coprofagia venga risolta alloggiando i topi su pavimenti in filo metallico che consentono alle feci di cadere. Tuttavia, ratti e topi sono molto bravi a mangiare la cacca appena esce, " lui dice, "quindi sospettavamo che i pavimenti in filo metallico potessero non essere effettivamente così efficaci."

Nello studio, Bogatyrev e i suoi colleghi ricercatori hanno studiato il microbioma nell'intestino tenue dei topi di laboratorio per vedere se il microbioma e la sua funzione differiscono quando a questi topi viene impedito di consumare la propria cacca, e se farlo renderebbe questi topi di laboratorio più simili agli umani.

Per scoprirlo, il team di ricerca ha dotato i topi di "coppe a coda" - fondamentalmente pannolini per topi che catturano le feci degli animali e impediscono loro di mangiarlo. Quando i ricercatori hanno analizzato il contenuto intestinale e le comunità microbiche di questi topi con pannolini, hanno trovato differenze significative nel loro intestino tenue rispetto a quelli dei topi standard.

Come ci si può aspettare, i topi che hanno consumato la cacca avevano carichi microbici molto più alti (circa 100 volte più alti), del microbiota dell'intestino crasso (e fecale), e diversi profili di acidi biliari nel loro intestino tenue, rispetto ai topi con pannolini. I loro intestini erano simili, però, a quelli degli esseri umani con disturbi da proliferazione microbica, come la proliferazione batterica intestinale (SIBO), che può causare diarrea e perdita di peso. In contrasto, le condizioni all'interno dell'intestino tenue dei topi che non hanno mangiato le proprie feci assomigliavano più da vicino alle condizioni all'interno dell'intestino tenue di un essere umano sano.

Bogatyrev chiama il processo di portare i batteri fecali nell'intestino tenue attraverso la coprofagia "auto-reinoculazione". Consumando la propria cacca, i topi reintroducono i batteri dall'intestino crasso nell'intestino tenue, e modificare le condizioni e le comunità microbiche nell'intestino superiore.

Bogatyrev e i suoi colleghi non hanno tentato di determinare come l'auto-reinoculazione potrebbe generalmente influenzare la ricerca che coinvolge i topi, ma sospettano che potrebbero esserci implicazioni di vasta portata in numerose aree di ricerca se i sistemi digestivi dei modelli murini non si comportano come quelli degli umani.

Un'area potrebbe essere la ricerca dietetica. Se hai più microbi nell'intestino tenue, Quello, a sua volta influisce sulla composizione degli acidi biliari e i nutrienti nella dieta possono essere assorbiti in modo diverso. grassi, Per esempio. Un'altra area potrebbe riguardare i probiotici e l'ecologia microbica dell'intestino. L'auto-reinoculazione può causare risultati incoerenti nei protocolli di somministrazione controllata perché non si sa come i probiotici vengono reintrodotti nell'intestino dagli animali stessi".

Disse Bogatyrev, Studioso postdottorato Caltech in ingegneria chimica e autore principale dello studio

E un'altra grande area in cui la coprofagia potrebbe essere importante potrebbe essere la ricerca sui farmaci, Bogatyrev aggiunge. I ricercatori usano i roditori in modelli preclinici, e i farmaci somministrati sono spesso assorbiti nell'intestino tenue, dove possono essere potenzialmente colpiti dal microbiota dell'intestino tenue.

"Sebbene si riconosca che l'auto-reinoculazione con la flora e i metaboliti fecali può essere un problema e può influenzare alcuni risultati dello studio, non sappiamo ancora quanto sia importante. Questo lavoro suggerisce che gli effetti dell'auto-reinoculazione devono essere rigorosamente testati, che offre una miriade di opportunità per la ricerca futura, " dice Bogatyrev.

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