Come i predatori influenzano la nostra flora intestinale: i batteriofagi
Il microbioma intestinale è un ecosistema complesso e interconnesso di specie. E, come in qualsiasi ecosistema, alcuni organismi sono predatori e altri prede. Un nuovo studio condotto da ricercatori del Brigham and Women’s Hospital e del Wyss Institute esamina gli effetti dei batteriofagi, virus che infettano e uccidono i batteri. Concludono che i fagi possono avere un’influenza profonda sulla dinamica del microbioma intestinale, agendo non solo direttamente su determinate specie, ma anche provocando un effetto a cascata su altre. I fagi possono anche influenzare l’ospite umano modulando i metaboliti, incluse sostanze chimiche presenti nel cervello. Il team, che include il primo autore Bryan Hsu e l’autrice corrispondente principale Pamela Silver del Wyss Institute, oltre alla dott.ssa Lynn Bry del Brigham e direttrice del Massachusetts Host-Microbiome Center, ha pubblicato su Cell Host & Microbe.
«Uno dei principali interessi del mio laboratorio è capire i cambiamenti nella dinamica del microbioma intestinale. I batteriofagi sono una parte importante del microbioma, ma non sono ancora stati studiati molto», ha detto il dott. Ph.D., MPH, codirettore del Massachusetts Host-Microbiome Center e responsabile della Divisione di Patologia Computazionale del Dipartimento di Patologia del Brigham. «Alcune persone studiano la terapia fagica e usano i fagi per uccidere i microbi, ma i fagi si trovano anche naturalmente nell’intestino e coesistono con il resto dell’ecosistema. Volevamo capire cosa fanno lì».
Per rispondere a questa domanda, il team ha colonizzato l’intestino dei topi con un insieme definito di specie batteriche umane e poi ha aggiunto i fagi per monitorare la crescita di ciascun microbo. Tramite sequenziamento ad alta produttività e analisi informatiche, il team ha scoperto che i fagi causavano la diminuzione delle specie di cui si nutrivano, come previsto, ma con un effetto domino sul resto dell’ecosistema, incluse proliferazioni di specie non bersaglio.
Oltre a indagare gli effetti sui microbi, il team ha studiato anche gli effetti sul metaboloma: sostanze chimiche che possono provenire sia dall’ospite sia dai batteri presenti. Hanno scoperto che, modulando il microbioma con i fagi, potevano osservare cambiamenti specifici nel metaboloma, inclusi cambiamenti nei livelli di neurotrasmettitori e di acidi biliari.
«Questo risultato mi affascina e mi spinge a proseguire le ricerche, e solleva domande importanti: possiamo usare i fagi per modulare queste attività? Potrebbe essere un intervento in malattie come la depressione, in cui si desidera modificare i livelli di neurotrasmettitori?», ha detto Gerber. «Anche se non vengono usati come terapia diretta, il nostro studio suggerisce che i fagi possono essere un buon strumento per comprendere i possibili effetti di altre terapie che modificano il microbioma».
Gerber e i suoi colleghi sono particolarmente interessati a studiare l’interfaccia tra fagi e malnutrizione nei paesi in via di sviluppo, poiché la malnutrizione può avere effetti profondi sul metaboloma e sul microbioma.
«Speriamo che il nostro lavoro fornisca un quadro di riferimento per future ricerche che esaminino l’interazione tra fagi, microbiota e la salute e la malattia dell’ospite», ha detto Gerber.
Fonte: https://phys.org/news/2019-06-phage-bacteria-predators-gut-microbiome.amp
