Nel numero di novembre-dicembre di questa Rivista il prof. Marco Gobbetti ha introdotto il tema del microbiota umano e dell’importanza che questo ecosistema ha nella funzione digestiva dell’ospite. Approfondiamo questo importantissimo argomento con l’intervista al prof. Luca Coccolin, ordinario di Microbiologia Agraria presso l’Università di Torino, componente del Comitato esecutivo dell’International Committee on Food Microbiology and Hygiene (ICFM) parte dell’International Union of Microbiological Societies (IUMS) e Editore Capo dell’International Journal of Food Microbiology. Il gruppo del Prof. Luca Cocolin si occupa da diversi anni del legame esistente tra ecologia microbica di alimenti fermentati, con particolare attenzione alla selezione di potenziali nuovi batteri probiotici, la dieta e la salute dell’uomo.
Dalle esperienze del tuo gruppo e dalla ricerca internazionale, ci puoi dire che relazione esiste fra microbioma e salute umana?
L’essere umano può essere considerato come un “super-organismo”, poiché ospita in specifici comparti del corpo una notevole quantità di microrganismi, i quali svolgono delle funzioni essenziali per il mantenimento della salute. In questo contesto, il tratto gastrointestinale è forse quello più studiato. Esso rappresenta un organo acquisito: infatti, alla nascita il neonato presenta un tratto digerente sterile che viene poi colonizzato nei primi istanti di vita. Inoltre, l’intestino contiene un numero di microrganismi pari a 1012-1013 per grammo di feci e questo implica che, da solo, assommi un numero di cellule superiore a tutte le altre che costituiscono il corpo umano. Qui i microrganismi difendono l’organismo umano dall’attacco di patogeni, oltre a contribuire alla regolazione metabolica che impedisce l’insorgenza di disbiosi (per esempio l’intolleranza al lattosio) e sono responsabili di stimolazioni del sistema immunitario che possono migliorare patologie del tratto gastrointestinale come la sindrome del colon irritabile o il morbo di Crohn.
E’ stata accertata una relazione fra dieta e microbioma?
Negli ultimi anni i ricercatori di tutto il mondo hanno dimostrato un interesse particolare allo studio delle correlazioni tra composizione della dieta, microbioma umano ed impatto sullo stato di salute dell’uomo. Evidenze pubblicate su importanti riviste scientifiche hanno sottolineato l’influenza della dieta sulla composizione del microbiota intestinale, il quale poi media, attraverso le sue attività metaboliche, importanti processi alla base del corretto funzionamento dell’organismo umano.
Quali sono state le esperienze maturate dal tuo gruppo di ricerca in questo ambito?
Nell’ambito del progetto europeo Probiolives, dopo aver studiato l’ecologia microbica, con particolare attenzione al biota lattico, mediante tecniche di sequenziamento di ultima generazione (Next Generation Sequencing, NGS), si sono selezionati ceppi di Lactobacillus plantarum che presentavano delle buone potenzialità probiotiche. Essi sono stati infatti sottoposti a test in vitro per definire la loro capacità di adesione su modelli cellulari indifferenziati e differenziati, oltre che valutati per la loro resistenza al passaggio gastro-intestinale e resistenza agli antibiotici. Dopo un’attenta analisi si sono scelti tre ceppi con le migliori attitudini, i quali sono stati ulteriormente caratterizzati per la loro capacità antiproliferativa di cellule tumorali del colon. Due ceppi hanno dimostrato di rallentare la crescita di cellule cancerose e in particolare di deregolare il loro ciclo cellulare, attivando vie apoptotiche (processo di morte cellulare programmata attivato da un sistema di geni specifico che nelle cellule cancerogene è bloccato. NDR). Dopo approfondita analisi mediante PCR quantitativa, per lo studio dell’espressione genica, e valutazione analitica delle componenti attive nei brodi colturali provenienti dai ceppi in analisi, è stato possibile associare l’effetto antiproliferativo alla capacità dei batteri di produrre acido butirrico, già descritto come composto in grado di indurre apoptosi in cellule eucariotiche. Al momento si stanno eseguendo degli studi di genomica funzionale al fine di meglio comprendere la regolazione delle vie metaboliche che portano alla produzione di butirrico in funzione dell’ambiente in cui si trova il microrganismo e in presenza o no di cellule cancerose.
Regimi alimentari differenti, quali ad esempio quelli che restringono o escludono prodotti di origine animale, possono influenzare il microbioma?
L’influenza della dieta sul microbioma umano è stato da noi studiato in un Progetto di Interesse Nazionale (PRIN) in cui si sono valutate le ecologie microbiche di saliva e feci di soggetti sani appartenenti a tre categorie di diete: l’onnivora, l’ovolatto-vegetariana e la vegana. Inoltre sono stati anche condotti analisi del metaboloma di questi campioni. Circa 150 soggetti sono stati reclutati in 4 città italiane (Torino, Parma, Bologna e Bari) ed essi sono stati seguiti per un periodo di 3 settimane, durante le quali hanno compilato dei diari alimentari in cui annotavano gli alimenti consumati e, una volta a settimana, conferivano ai laboratori di analisi campioni di saliva, urina e feci. Dall’analisi ecologica di saliva e feci mediante tecniche NGS, non si è evidenziata una differenza statisticamente valida nelle popolazioni in funzione delle diete di appartenenza. In altre parole soggetti onnivori, ovolatto-vegetariani e vegani non si differenziavano per le popolazioni microbiche presenti nel tratto gastrointestinale. Interessante notare che si è trovata una correlazione tra popolazioni microbiche e aderenza alla dieta mediterranea. Infatti, soggetti con alta aderenza, quindi consumatori frequenti di frutta e verdura, note per essere ricche in fibra, presentavano delle popolazioni più elevate di Prevotella, capace di metabolizzare questi composti producendo acidi grassi a corta catena, coinvolti in molteplici meccanismi di regolazione metabolica e di mantenimento di uno stato di salute sano. In questi ultimi mesi si stanno concludendo le analisi metagenomiche e metaproteomiche di circa 30 soggetti selezionati in funzione dei risultati ottenuti dalle analisi NGS. E’ interessante notare che mentre le analisi filogenetiche-ecologiche non hanno messo in evidenza delle differenze di popolazioni tra le tre diete considerate, il metagenoma, cioè l’insieme dei geni presenti nelle feci dei soggetti studiati, ha mostrato delle differenze tra le tre diete studiate, tali da poterle statisticamente differenziare.
Quali conseguenze possiamo trarre dagli studi citati?
Gli studi sinteticamente descritti sopra mettono ancora una volta in luce come la dieta ha un impatto fondamentale sulla salute dell’uomo. Questa influenza non è solo dovuta alla composizione in nutrienti, ma anche alla modulazione del microbiota umano. La presenza di specifici ceppi probiotici, capaci di produrre butirrato, o il consumo di alimenti ricchi in fibre, possono condizionare le popolazioni microbiche presenti nell’intestino umano e di conseguenza attivare vie metaboliche che garantiscano un mantenimento della salute.
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Giuseppe Pulina
