Batteri apparentemente identici possono avere un effetto diverso

Il nostro microbioma intestinale - il complemento di batteri che portiamo in giro nel nostro intestino - è stato collegato a tutto, dall'obesità al diabete, alle malattie cardiache e persino ai disturbi neurologici e al cancro. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno selezionato le molteplici specie batteriche che popolano il microbioma, chiedendo quale di loro può essere implicato in disturbi specifici. Ma un articolo pubblicato oggi in Natura ha rivolto una nuova domanda:"E se lo stesso microbo fosse diverso in persone diverse?"

È noto da tempo che i genomi dei microbi non sono fissati dalla nascita, come lo sono i nostri. Sono in grado di perdere alcuni dei loro geni, scambiare geni con altri microrganismi, o acquisirne di nuovi dal loro ambiente. Così, un confronto dettagliato dei genomi di batteri apparentemente identici rivelerà sequenze di DNA che si verificano in un genoma e non in altri, o forse sequenze che appaiono solo una volta in una e più volte in altre. Queste differenze sono chiamate varianti strutturali. Varianti strutturali, anche minuscole, possono tradursi in enormi differenze nei modi in cui i microbi interagiscono con i loro ospiti umani. Una variante potrebbe essere la differenza tra una presenza benigna e una patogena, oppure potrebbe conferire ai batteri resistenza agli antibiotici.

Dott. David Zeevi e Tal Korem, inizialmente nel laboratorio del Prof. Eran Segal nel Weizmann Institute of Science e poi nelle loro attuali posizioni nelle Università Rockefeller e Columbia, sviluppato algoritmi che identificano sistematicamente varianti strutturali nei microbiomi intestinali umani. I ricercatori hanno iniziato con i microbiomi di quasi 900 soggetti israeliani, in cui sono riusciti a individuare oltre 7, 000 varianti. Prossimo, hanno formato una collaborazione con ricercatori olandesi dell'Università di Groningen, In Olanda, e hanno cercato queste varianti nei microbiomi di un ampio gruppo di soggetti olandesi. La maggior parte delle varianti strutturali che avevano individuato nei soggetti israeliani si ritrovavano anche tra quelli olandesi, nonostante le differenze nella genetica e nello stile di vita tra i gruppi.

Gli scienziati hanno poi chiesto se qualcuna delle varianti strutturali che avevano identificato fosse associata a salute o malattia. Il gruppo ne ha trovati più di 100 associati a fattori di rischio per la malattia. Molte di queste associazioni sono state nuovamente replicate nella coorte olandese.

In un caso, gli individui che avevano una certa variante presente nel genoma di una particolare specie microbica nel loro microbioma erano più magri di 6 kg e avevano una vita più stretta di 4 cm, in media, rispetto agli individui che avevano lo stesso microbo, ma uno che non ospitava quella particolare variante. Gli scienziati hanno quindi analizzato i geni codificati su questa variante e hanno scoperto che conferisce al batterio la potenziale capacità di trasformare determinati zuccheri in una sostanza chiamata butirrato. Il butirrato è un piccolo acido grasso che odora di burro rancido (da cui il nome, dal greco antico per "burro"); nonostante il suo odore, il butirrato ha dimostrato di avere effetti antinfiammatori e un'influenza positiva sul metabolismo. Questa capacità, dicono gli scienziati, potrebbe aiutare a spiegare la differenza di peso tra quelli che trasportano batteri con e quelli senza la variante strutturale.

La scoperta suggerisce che il metodo sviluppato dal gruppo potrebbe aiutare i ricercatori a individuare le connessioni tra il nostro microbioma, salute e malattia in modi significativi che potrebbero essere persi con altri mezzi. "Il vero potenziale di questo approccio, "dice Zeevi, "è che ci permette di cercare i meccanismi reali dietro le associazioni che troviamo".

Segal stima che potrebbero esserci decine di migliaia di varianti strutturali all'interno del microbioma intestinale umano e migliaia di queste potrebbero essere associate a malattie e rischio di malattia. Poiché la composizione del microbioma è stata implicata in così tante diverse sindromi e disturbi, questa ricerca potrebbe avere un impatto duraturo sulla ricerca del meglio, probiotici più mirati per il trattamento delle malattie.

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