Una capsula appositamente progettata può viaggiare attraverso il sistema digestivo, raccogliendo nuovi dati sulla digestione e sui microrganismi.
La maggior parte del processo di digestione avviene nel nostro intestino tenue, dove gli enzimi abbattono il cibo in modo che possa essere assorbito attraverso la parete intestinale.
“CapScan ci offre per la prima volta un quadro più completo del metaboloma intestinale e delle sue interazioni con il microbioma intestinale”.
“L’intestino tenue è stato finora accessibile solo nelle persone sedate che hanno digiunato, e questo non è molto utile”, afferma il professor Oliver Fiehn, direttore del West Coast Metabolomics Center presso l’Università della California, Davis. La metabolomica è lo studio del metaboloma, le piccole molecole coinvolte nel metabolismo nelle cellule, nei tessuti e negli organi.
Di conseguenza, la maggior parte degli studi sul metabolismo intestinale e sul microbioma intestinale si basano su campioni di feci, ma i campioni di feci stanno effettivamente campionando il colon inferiore, non l’intestino tenue.
“Misurare i metaboliti intestinali nelle feci è come studiare un elefante esaminando la sua coda”, afferma Dari Shalon di Envivo Bio, inventore del dispositivo CapScan e coautore di due articoli sui risultati. “La maggior parte dei metaboliti sono prodotti, trasformati e utilizzati più in alto nell’intestino e non lo fanno nemmeno nelle feci. CapScan ci offre per la prima volta un quadro più completo del metaboloma intestinale e delle sue interazioni con il microbioma intestinale”.
La capsula viene ingerita e raccoglie un piccolo volume di biofluidi e microrganismi sulla strada dall’intestino superiore al colon fino a quando non viene recuperata nelle feci. Utilizzando un rivestimento sensibile al pH sulla capsula, i ricercatori hanno potuto scegliere quale area del tratto intestinale campionare.
“Questa capsula e i rapporti sono i primi del loro genere”, afferma Fiehn, autore senior di un articolo su Nature Metabolism e co-autore corrispondente di un articolo di Nature sui risultati. “Tutti gli altri studi sul microbiota intestinale umano si sono concentrati sulle feci come surrogato del metabolismo del colon. Tuttavia, naturalmente, il fatto è che il 90% della digestione umana avviene nell’intestino superiore, non nel colon”.
I ricercatori sono stati in grado di esaminare la variazione del contenuto intestinale superiore durante la normale digestione quotidiana in 15 persone sane.
Hanno usato un approccio “multiomico” per analizzare i campioni per batteri, virus, proteine ospiti e metaboliti dal cibo. Hanno scoperto che l’intestino superiore e le feci differivano in tutte queste aree, a volte drammaticamente, e hanno identificato quasi 2.000 metaboliti. Il team ha anche trovato associazioni tra dieta, tra cui frutta e alcol, e metaboliti.
Due individui che avevano assunto antibiotici nei sei mesi precedenti hanno mostrato grandi variazioni nei livelli di esteri bioattivi degli acidi grassi degli acidi grassi idrossi, o FAFHA, e sulfonolipidi, metaboliti che si pensa siano associati alla prevenzione dell’infiammazione e del diabete. Una specie di batteri chiamata Blautia è stata identificata come la più coinvolta nel metabolismo degli acidi grassi.
“Nel complesso, questo dispositivo può aiutare a chiarire i ruoli del microbioma intestinale e del metaboloma nella fisiologia e nella malattia umana”, afferma Fiehn.
Altri autori del documento Nature Metabolism provengono da UC Davis, Stanford University School of Medicine e Silicon Valley Neurogastroenterology and Motility Center. Altri autori dell’articolo di Nature includono anche quelli del Max-Planck Institute of Biochemistry, Martinsried, Germania; Università di Stanford; Chan Zuckerberg Biohub, San Francisco; e Penn State.
Il lavoro ha avuto il sostegno in parte della National Science Foundation, del National Institutes of Health e della Bill and Melinda Gates Foundation.
Fonte: UC Davis