Dieta, singură, nu explică diferențele dintre microbiomurile intestinale
Un studiu realizat de Centrul Helmholtz pentru Cercetare a Infecțiilor (HZI), în colaborare cu Laboratorul European de Biologie Moleculară (EMBL), Universitatea din Trento și Universitatea din Tübingen, arată că dieta nu este suficientă pentru a explica diferențele dintre comunitățile bacteriene intestinale ale persoanelor din regiuni industrializate și cele din regiuni neindustrializate. Cercetarea a fost publicată în revista Nature Microbiology.
Echipa condusă de profesorul Till Strowig, șeful departamentului „Reglare imunitară microbiană” de la HZI, a investigat modul în care componentele dietetice influențează competiția dintre două grupuri bacteriene răspândite în intestin: Bacteroidaceae, frecvente în populațiile industrializate, și Prevotellaceae — din care face parte specia Segatella copri —, întâlnite mai des în multe populații neindustrializate.
„Am vrut să înțelegem ce factori influențează de fapt competiția dintre aceste bacterii în intestin”, explică dr. Caroline Tawk, unul dintre primii autori ai studiului. Cercetătoarea a dezvoltat, pe parcursul mai multor luni petrecute la EMBL din Heidelberg, un sistem experimental puternic paralelizat pentru a testa o gamă largă de componente dietetice.
Un avantaj al fibrelor care depinde de vecinii bacterieni
Cercetătorii au asamblat mai întâi o comunitate definită din 21 de bacterii intestinale umane, pe care au testat-o apoi cu 94 de componente dietetice, cu accent pe carbohidrați complecși și vitamine. Mai mult de jumătate dintre componentele testate au favorizat creșterea speciei S. copri în cadrul acestei comunități.
Echipa a analizat în detaliu arabinanul, un carbohidrat prezent în pereții celulari ai plantelor. Atât S. copri, cât și Bacteroidaceae pot utiliza direct arabinanul, astfel încât un beneficiu direct a fost exclus ca explicație pentru expansiunea speciei S. copri. Totuși, avantajul nu a apărut în toate configurațiile experimentale.
„Când am adus împreună S. copri și Bacteroidaceae, fără ceilalți membri ai comunității intestinale, S. copri nu s-a impus, în ciuda prezenței arabinanului”, spune Tawk. „Abia când am adăugat Escherichia coli în amestec, balanța competitivă s-a înclinat în favoarea speciei S. copri.”
Și alte Enterobacteriaceae testate, inclusiv Klebsiella și Salmonella, au susținut specia S. copri în anumite condiții. Chiar și tulpinile de E. coli care nu pot metaboliza monozaharidele produse în timpul metabolizării arabinanului susțin creșterea speciei S. copri.
„Presupunem deci că prezența zaharurilor ca molecule de semnalizare — mai degrabă decât consumul lor de către E. coli — ar putea fi suficientă pentru a explica efectul de susținere observat”, afirmă dr. Youssef El Mouali, tot unul dintre primii autori ai studiului. Mecanismul molecular exact rămâne însă necunoscut.
Datele despre microbiomul uman confirmă rezultatele de laborator
În plus, echipa HZI, împreună cu cercetători de la Universitatea din Trento, a analizat date publice de microbiom provenind de la aproximativ 1.000 de adulți sănătoși. Așa cum era de așteptat, S. copri și Enterobacteriaceae au fost mai frecvente și mai diverse în seturile de date din populațiile neindustrializate. În acest grup, un număr mai mare de specii diferite de Enterobacteriaceae a fost asociat cu o proporție mai mare de S. copri.
Aceasta sugerează că efectul observat — prin care Enterobacteriaceae susțin creșterea speciei S. copri — nu apare doar în condiții de laborator, ci și în intestinul uman.
„Rezultatele noastre arată că efectul unei componente dietetice nu trebuie considerat izolat de comunitatea bacteriană existentă”, rezumă Strowig, coordonatorul studiului. „Trebuie să clarificăm în studii viitoare dacă aceste cunoștințe pot fi folosite pentru abordări personalizate de dietă sau de microbiom.”
