Tutti gli organismi viventi, compresi gli esseri umani, coesistono con una miriade di specie microbiche che vivono al loro interno e su di esse, e la ricerca condotta negli ultimi 20 anni ha stabilito il loro ruolo importante nella nutrizione, fisiologia, metabolismo e comportamento.
Usando i topi, il team guidato dal professor Sven Pettersson della NTU Lee Kong Chian School of Medicine, microbi intestinali trapiantati da topi vecchi (24 mesi) in giovani, topi privi di germi (6 settimane di età). Dopo otto settimane, i giovani topi avevano aumentato la crescita intestinale e la produzione di neuroni nel cervello, nota come neurogenesi.
Il team ha dimostrato che l'aumento della neurogenesi era dovuto a un arricchimento di microbi intestinali che producono uno specifico acido grasso a catena corta, chiamato butirrato.
Il butirrato viene prodotto attraverso la fermentazione microbica delle fibre alimentari nel tratto intestinale inferiore e stimola la produzione di un ormone della longevità chiamato FGF21, che svolge un ruolo importante nella regolazione dell'energia e del metabolismo del corpo. Con l'avanzare dell'età, la produzione di butirrato è ridotta.
I ricercatori hanno poi dimostrato che la somministrazione di butirrato da solo ai giovani topi privi di germi ha avuto gli stessi effetti sulla neurogenesi degli adulti.
Lo studio è stato pubblicato su Scienza Medicina Traslazionale ieri (13 novembre), ed è stato intrapreso da ricercatori di Singapore, UK, e Australia.
Abbiamo scoperto che i microbi raccolti da un vecchio topo hanno la capacità di supportare la crescita neurale in un topo più giovane. Questa è un'osservazione sorprendente e molto interessante, soprattutto perché possiamo imitare l'effetto neurostimolante usando solo butirrato.
Questi risultati ci porteranno a esplorare se il butirrato possa supportare la riparazione e la ricostruzione in situazioni come l'ictus, danno spinale e per attenuare l'invecchiamento accelerato e il declino cognitivo".
Professor Sven Pettersson, NTU Lee Kong Chian School of Medicine
Il team ha anche esplorato gli effetti dei trapianti di microbi intestinali da topi vecchi a topi giovani sulle funzioni dell'apparato digerente.
Con età, la vitalità delle piccole cellule intestinali è ridotta, e questo è associato a una ridotta produzione di muco che rende le cellule intestinali più vulnerabili ai danni e alla morte cellulare.
Però, l'aggiunta di butirrato aiuta a regolare meglio la funzione di barriera intestinale ea ridurre il rischio di infiammazioni.
Il team ha scoperto che i topi che ricevevano microbi dal vecchio donatore guadagnavano aumenti in lunghezza e larghezza dei villi intestinali, la parete dell'intestino tenue. Inoltre, sia l'intestino tenue che il colon erano più lunghi nei topi vecchi rispetto ai topi giovani privi di germi.
La scoperta mostra che i microbi intestinali possono compensare e sostenere un corpo che invecchia attraverso una stimolazione positiva.
Ciò indica un nuovo potenziale metodo per affrontare gli effetti negativi dell'invecchiamento imitando l'arricchimento e l'attivazione del butirrato.
"Possiamo concepire futuri studi sull'uomo in cui testeremmo la capacità dei prodotti alimentari con butirrato di supportare l'invecchiamento sano e la neurogenesi adulta, ", ha detto il professor Pettersson.
"A Singapore, con la sua forte cultura alimentare, esplorare l'uso del cibo per "guarire" noi stessi, sarebbe un intrigante passo successivo, e i risultati potrebbero essere importanti nella ricerca di Singapore per sostenere un invecchiamento sano per la loro generazione d'argento".
Capogruppo Dr Dario Riccardo Valenzano presso il Max Planck Institute for Biology of Aging in Germania, chi non è stato coinvolto nello studio, ha detto che la scoperta è una pietra miliare nella ricerca sul microbioma.
"Questi risultati sono entusiasmanti e sollevano diverse nuove domande aperte sia per la biologia dell'invecchiamento che per la ricerca sul microbioma, compreso se vi è un'acquisizione attiva di microbi produttori di butirrato durante la vita dei topi e se l'invecchiamento estremo porta a una perdita di questa comunità microbica fondamentale, che possono essere eventualmente responsabili di disbiosi e disfunzioni legate all'età, " Ha aggiunto.
Professor Brian Kennedy, Direttore del Centro per l'invecchiamento sano presso l'Università Nazionale di Singapore, che ha fornito una visione indipendente, disse, "È interessante che il microbioma di un animale anziano possa promuovere fenotipi giovanili in un giovane ricevente. Ciò suggerisce che il microbiota con l'invecchiamento è stato modificato per compensare i deficit accumulati dell'ospite e porta alla domanda se il microbioma di un un giovane animale avrebbe effetti maggiori o minori su un giovane ospite. I risultati fanno avanzare la nostra comprensione della relazione tra il microbioma e il suo ospite durante l'invecchiamento e preparano il terreno per lo sviluppo di interventi relativi al microbioma per promuovere una sana longevità".
Lo studio si basa sui precedenti studi del professor Pettersson su come il trapianto di microbi intestinali da topi sani può ripristinare la crescita muscolare e la funzione in topi privi di germi con atrofia muscolare, che è la perdita di massa muscolare scheletrica.