Ecosistemi intestinali antichi e moderni. Nelle società industriali una minore variabilità battericafederica.dauria
Lun, 05/24/2021 – 08:42


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Federica DʹAuria

Il microbioma intestinale delle persone che vivono in paesi industrializzati è molto diverso da quello da quello dei nostri antenati che abitavano il pianeta in epoche preindustriali. La conseguenza di tutto questo? Una maggiore incidenza negli individui che vivono in contesti industrializzati di alcune malattie croniche, come l’obesità e le patologie autoimmuni.

Un gruppo di studiosi ha ricostruito 498 genomi microbiotici basandosi sull’analisi di otto campioni di coproliti (feci ritrovate allo stato fossile) risalenti a un periodo compreso tra i 1000 e i 2000 anni fa raccolti nelle aree degli Stati Uniti sudoccidentali e del Messico. Li hanno confrontati poi con 789 campioni di microbioma intestinale raccolti da esseri umani odierni provenienti da otto paesi, alcuni dei quali industrializzati e altri no. Ebbene, i risultati di questa analisi hanno confermato che i microbiomi antichi sono più simili a quelli delle persone che vivono in paesi non industrializzati, ovvero a quelli raccolti da 22 individui che abitano in una comunità agricola rurale di Mazahua, nel Messico centrale, rispetto a quelli dei paesi industrializzati.

Tra gli autori dello studio c’è anche il professor Omar Rota Stabelli, del Centro agricoltura alimenti ambiente (C3A) dell’università di Trento. A lui abbiamo chiesto di illustrarci più nel dettaglio l’importanza di questi risultati.

SCIENZA E RICERCA

L’intervista completa al professor Omar Rota Stabelli. Montaggio di Barbara Paknazar

“Eravamo già a conoscenza del fatto che il microbioma delle popolazioni antiche fosse più simile a quello delle persone che abitano le attuali zone rurali rispetto a quelle industriali. Uno studio sulla mummia Ötzi, ad esempio, ci aveva permesso di constatare la somiglianza del suo microbioma con quello delle popolazioni rurali”, spiega il professor Rota Stabelli.

“In questo lavoro siamo riusciti a fare qualcosa di nuovo: abbiamo ottenuto una ricostituzione molto migliore di un microbioma antico, grazie al sequenziamento del genoma intero attraverso delle tecniche moderne. Abbiamo condotto quindi la nostra osservazione su centinaia o migliaia di geni, invece che su uno solo.
Questo ci ha permesso di determinare con precisione quali sono le specie batteriche che erano presenti nel nostro microbioma migliaia di anni fa e che ora non ci sono più. Siamo riusciti anche a intravedere alcune varianti batteriche che si trovavano nelle popolazioni del passato e che sono ancora presenti in quelle rurali attuali.

Per questo studio, quindi, abbiamo portato a termine un sequenziamento de novo, che consiste nell’assemblare i genomi dei batteri per poi assegnare loro un’identità in base alla similarità con i batteri che già conosciamo”.

Le attuali conoscenze sul microbioma umano ancestrale sono piuttosto limitate, perché il suo studio comporta alcune difficoltà pratiche. Come spiega il professor Rota Stabelli, infatti, “il primo problema da affrontare sta proprio nel ritrovamento dei campioni. In questo studio, infatti, sono stati utilizzati dei coproliti che si sono mantenuti per centinaia di anni perché si trovavano in condizioni di umidità e temperatura particolari. Anche nel caso di Ötzi, la mummia è rimasta nel ghiaccio per migliaia di anni e quindi si è conservata bene.
Tempo fa, un altro problema era quello di dover estrarre il dna. Oggi, però, sono stati fatti dei buoni passi avanti per migliorare questo procedimento rispetto agli anni precedenti”.

Insomma, l’avanzamento tecnologico ha migliorato di gran lunga la nostra capacità di studiare il microbioma antico, anche e soprattutto grazie ai progressi nelle tecniche di sequenziamento del dna di cui dicevamo prima.
“Analisi di questo tipo erano assolutamente impensabili 10 anni fa”, sottolinea il professor Rota Stabelli. “Oggi abbiamo una capacità computazionale tale da permetterci di assemblare quasi completamente i genomi antichi. Da dieci anni a questa parte esistono tecniche di sequenziamento chiamate Next-generation Sequencing, che ci permettono di ottenere molte sequenze a partire da una piccola quantità di dna”.

In questo modo il team di ricerca a cui ha preso parte il professor Rota Stabelli è stato in grado di ricostruire con più precisione le differenze tra il microbioma dei nostri antenati e il nostro.

“Queste differenze stanno sia nelle varianti dei batteri che troviamo, perché alcune di quelle che c’erano allora adesso sono scomparse, e anche nella loro varietà”, spiega il professore. “Una varietà maggiore di questi batteri la troviamo invece nei microbiomi delle persone che vivono in aree rurali. È come se il loro ecosistema intestinale batterico fosse più complesso, più articolato e con un maggior numero di interazioni. Come insegna l’ecologia, più sono queste interazioni, più il sistema diventa resistente e ha una maggiore capacità di mantenersi.
Ad esempio, tra i batteri che abbiamo studiato c’è il Prevotella copri, di cui solo una o due varianti sono presenti nella società moderna industrializzata, mentre i metagenomi antichi contengono almeno 4 sue varianti”.

Il motivo per cui nel corso dei secoli il nostro microbioma ha perso parte della sua biodiversità è dovuto principalmente al cambiamento della dieta che, come spiega il professor Rota Stabelli: “ora comprende molte proteine e cibi raffinati. La dieta da supermercato non è certo la dieta a cui l’homo sapiens si era abituato nel corso della sua evoluzione durante le ultime migliaia di anni”.

Anche per questo motivo, lo studio del microbioma antico può essere di grande utilità anche per la ricerca clinica, perché potrebbe permettere di individuare dei modi per limitare l’incidenza di malattie croniche.

“Il microbioma attuale è caratterizzato da una bassa variabilità di varianti di genotipi batterici, ma se riuscissimo a ripristinare una maggiore variabilità batterica, potremmo raggiungere un equilibrio intestinale più funzionale”, continua il professor Rota Stabelli. “Non a caso l’intestino viene chiamato “secondo cervello”, proprio perché ha delle interazioni molto fitte con l’esterno, dove appunto si trovano i batteri. Se riuscissimo a rendere il nostro ecosistema intestinale più simile a quello antico, potremmo migliorare il nostro stato di salute.

Insomma, capire come eravamo fatti a livello intestinale tanto tempo fa ci permette di capire come dovremmo essere adesso. Certo, alcuni ceppi batterici li abbiamo ormai persi definitivamente, infatti li ritroviamo solo ed esclusivamente nel microbioma antico e non è possibile farli risorgere. Esistono però delle altre varianti che nella dieta industrializzata sono rare e che invece anticamente erano più comuni. In futuro potremo quindi trovare il modo di bilanciare il nostro microbioma riducendo il numero dei batteri dominanti in favore di quelli che adesso sono rari, e ristabilire quindi una percentuale di frequenza batterica più simile a quella dell’epoca preindustriale, non solo tramite l’uso di medicinali ad hoc, ma anche a partire da una dieta che sia più simile a quella dell’uomo paleolitico o pre-industrializzato”.

I risultati di uno studio pubblicato su Nature hanno confermato che i microbiomi antichi sono più simili a quelli delle persone che vivono in aree rurali rispetto a quelle che abitano in paesi industrializzati

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