Le migliaia di miliardi di batteri presenti nel nostro sistema digestivo svolgono un ruolo importante nel metabolismo, e sono collegati ai rischi di diabete di tipo 2, obesità e le relative condizioni che vanno a comporre la “sindrome metabolica”, diventata una epidemia mondiale per la salute. Gli esseri umani e modelli animali con diabete e obesità hanno diversi batteri intestinali rispetto a quelli che non lo hanno, e quando gli scienziati trasferiscono il microbiota da esseri umani o animali obesi ad animali liberi da germi, i destinatari hanno maggiori probabilità di diventare obesi o diabetici.
Ora, in esperimenti su topi riportati questa settimana in Cell Metabolism, i ricercatori presso il Joslin Diabetes Center hanno evidenziato il modo in cui i geni del padrone di casa interagiscono con i quelli microbici per creare tali condizioni, dice l’autore senior C. Ronald Kahn, MD, Direttore Accademico Officer del Joslin Diabetes Center e Mary K. Iacocca Professore di Medicina alla Harvard Medical School.
Il risultato riportato da questi ricercatori sta nell’aver scoperto come un ceppo di topi che erano geneticamente tendenti a diventare obesi mutavano in resistenti all’eccesso di peso dopo la trasformazione delle popolazioni nella flora intestinale da una condivisione di ambiente con altri topi.
Questi scienziati sono stati anche in grado di identificare alcuni ceppi batterici che sembrano svolgere un ruolo positivo o negativo sul diabete, obesità o malattie metaboliche correlate, a seconda, in parte, del corredo genetico dell’animale ospite.
“La nostra speranza è di essere in grado di identificare i batteri causali in questi modelli animali, allora possiamo guardare negli esseri umani per i batteri che servono lo stesso tipo di funzionalità”, afferma il Dr Kahn. “L’obiettivo alla fine sarebbe quello di ottenere un cocktail di microbi purificati ottimizzato per il trattamento delle persone con obesità o diabete tipo 2 con un probiotico designer.”
Gli scienziati hanno scoperto in uno dei tre modelli di topi comuni soggetti a obesità e diabete, come inclini all’obesità ma non il diabete, e da una resistenza a queste due condizioni, inizialmente tenute molto diverse le popolazioni di microbi nelle loro viscere. Quando i topi sono andati su una dieta ricca di grassi, tutti hanno registrato un drammatico cambiamento nelle loro popolazioni microbiche. Nel corso del tempo, queste popolazioni sono diventate più simili tra tutti i topi e dei loro discendenti, uniformandosi.
“Tuttavia, quando si cambiano i microbi si hanno effetti diversi sui diversi topi, a seconda del background genetico”, dice Kahn. “Alcuni animali, e presumibilmente alcune persone, avranno molto di più la sindrome metabolica con alcuni microbi rispetto ad altri animali.”
I ricercatori del Joslin hanno allevato nuove generazioni di tre modelli di topi e poi testato se gli stessi privi di germi che hanno avuto i microbi da questi tre ceppi di topi sono stati inclini a diabete o l’obesità come i donatori.
A seguito di tale trasferimento diretto di microbi, alcuni topi resistenti al diabete hanno guadagnato peso e con livelli di glucosio più alti. In altri animali, “anche metabolicamente i batteri cattivi non hanno causato problemi negativi”, afferma Dr Kahn. “Era solo un problema se l’animale aveva avuto avuto la suscettibilità genetica a far sì che quei batteri crescessero a causa del loro effetto.”
Il sequenziamento del DNA impiegato nello studio è stato in grado di identificare circa 3000 batteri diversi nell’intestino del topo, di cui circa 300 sono abbastanza abbondanti, dice il dottor Kahn. Il sequenziamento può quantificare le popolazioni di ceppi batterici specifici che variano in determinate condizioni sperimentali, permettendo agli investigatori di cercare connessioni con i disordini nei topi.
Gli esperimenti in questo campo generalmente analizzano i ruoli di gruppi di batteri piuttosto che i singoli ceppi. Ma i ricercatori del Joslin hanno individuato alcuni ceppi che correlano molto fortemente con condizioni come i livelli di obesità e di glucosio nel sangue, il che suggerisce come questi ceppi contribuiscano a causare tali condizioni.
Il team del Joslin ha in programma di dare a topi privi di questi singoli germi dei ceppi batterici per vedere se essi aiutano a guidare i cambiamenti nella sensibilità all’insulina e di altri parametri metabolici. Gli scienziati esamineranno inoltre i risultati dalle alterazioni delle popolazioni del microbiota in altri modi, come dando degli antibiotici topi.
Fornito dal Joslin Diabetes Center