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Effetto della flora intestinale nella protezione dell'infezione
L'importanza della flora intestinale (microbioma) per il sistema immunitario è già stata dimostrata da numerosi studi. Viceversa, sorge la domanda su come la flora intestinale possa essere progettata in modo da offrire la protezione più ampia possibile contro le infezioni. Per questo, tuttavia, prima deve essere decodificato l'effetto protettivo dei singoli ceppi batterici, che potrebbe essere fatto con l'aiuto di un nuovo modello.
Gli scienziati del Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) di Monaco di Baviera, l'Università Tecnica di Monaco di Baviera e l'Università di Vienna, hanno stabilito una miscela di 15 batteri in un modello di topo che protegge ugualmente bene contro la salmonella come la flora intestinale naturale. Sulla base del modello, le interazioni della flora intestinale con l'ospite e i patogeni possono essere studiate in modo specifico per la prima volta in futuro, secondo la comunicazione LMU. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista "Nature Microbiology".
La flora intestinale ha effetti di vasta portata sulla protezione dell'infezione, che ora può essere studiata in un nuovo modello. (Immagine: Alex / fotolia.com) La flora intestinale sana offre una buona protezione dalle infezioni
La moltitudine di microrganismi nel nostro intestino forma una comunità complessa. "Questa flora intestinale naturale protegge in modo molto efficiente contro le infezioni, come la Salmonella o Clostridium difficile, l'agente eziologico della diarrea associata agli antibiotici", riferisce il LMU. Il gruppo di ricerca guidato dal LMU biologo professor Bärbel Stecher sia "riuscito nel modello murino, un consorzio - che è una comunità di batteri -. Per stabilire solo 15 specie di batteri che possono permettersi la stessa protezione contro le infezioni come le diverse naturale flora intestinale"
Interazione della flora intestinale con l'ospite e i patogeni
Secondo i ricercatori, il nuovo modello consentirà studi mirati sull'interazione del microbiota intestinale con l'ospite e gli agenti patogeni in futuro. Ciò potrebbe consentire lo sviluppo di nuove terapie a lungo termine, riferisce l'UML. Se, ad esempio, si potesse determinare l'effetto protettivo dei singoli batteri, la flora intestinale potrebbe anche essere modellata in modo mirato per evitare infezioni.
Quali batteri causano la protezione dalle infezioni?
Il termine tecnico per il meccanismo protettivo della flora intestinale contro i patogeni è la "resistenza alla colonizzazione". I cambiamenti nella flora intestinale, come quelli causati dall'assunzione di antibiotici, possono annullare questa resistenza alla colonizzazione, spiegano gli scienziati. Tuttavia, "non è chiaro quale sia il ruolo delle singole specie batteriche nella resistenza alla colonizzazione", afferma il prof. Bärbel Stecher. Questo è dove il nuovo modello aiuterà in futuro.
Topi privi di germi popolati con flora intestinale artificiale
Per decifrare le funzioni del microbiota intestinale, i ricercatori hanno prima identificato un "minimo consorzio di 12 specie batteriche" rappresentativo del topo. I topi sterili sono stati colonizzati da questo consorzio noto come Oligo-MM-12, ma la flora intestinale artificiale non ha fornito la stessa protezione contro la salmonella come il microbioma naturale. Pertanto, gli scienziati hanno cercato un nuovo approccio per identificare i batteri mancanti. Per questo hanno usato il cosiddetto "design del microbiota guidato da genoma".
Batteri anaerobici opzionali di particolare importanza
"Abbiamo confrontato le informazioni genetiche di oligo-MM-12 con quelle del normale complesso di microbiota e identificato i gruppi di geni che mancano nel consorzio", spiega il prof. Stecher. Soprattutto, mancavano i geni caratteristici per i cosiddetti "batteri anaerobici facoltativi". Questo speciale gruppo di batteri può crescere in modo ottimale in presenza di ossigeno, ma anche prosperare senza ossigeno. La Salmonella è anche anaerobi facoltativi, riportano i ricercatori. Al contrario, i batteri del consorzio Oligo-MM-12 erano prevalentemente anaerobi obbligati per i quali l'ossigeno è tossico.
Protezione contro la Salmonella paragonabile alla flora intestinale naturale
Nella fase successiva, i ricercatori quindi il "consorzio aggiunte tre verificano nelle topo intestinale batteri anaerobi facoltativi" e poi dimostrato sperimentalmente che "solo in questa combinazione un Kolonisierungsresistenz contro la salmonella è ottenuta, che è paragonabile a topi con una flora batterica naturale complesso" riferisce il prof. Stecher.
Funzioni della flora intestinale specificamente decifrabili?
Secondo gli scienziati, il consorzio identificato e il nuovo principio di "microbiota-design Genome-guidata-" possono dare un contributo decisivo per scoprire le funzioni ancora sconosciute importanti del microbiota intestinale. Potrebbe anche essere possibile identificare gruppi batterici che sono adatti per il trattamento delle disfunzioni correlate alla malattia del microbiota intestinale, scrivono i ricercatori. (Fp)