21 giugno 2012

Verso il microbioma

Gli esseri umani? Veri e propri ecosistemi su due gambe, come dimostra un gruppo di articoli pubblicato dalla rivista Nature dedicato al microbioma umano, ovvero lo studio delle popolazione di batteri e altri microbi che vivono dentro il nostro corpo, in un rapporto di 10 a 1 con le nostre cellule. Il progetto microbioma umano (Human Microbiome Project, HMP), frutto di cinque anni di collaborazione tra grandi centri di sequenziamento genomico negli USA, è nato per studiare come questi microrganismi coesistono con i loro ospiti umani. Diversi studi recentemente hanno infatti evidenziato, sia lavorando sugli esseri umani che sui modelli animali, come i batteri che abitano il nostro corpo (per esempio quelli dell’intestino) possano influenzare direttamente lo sviluppo del sistema immunitario, la risposta alle lesioni delle cellule epiteliali, il bilancio energetico dell’organismo. Ora una serie di 14 pubblicazioni scientifiche del consorzio, di cui due apparse su Nature il 14 giugno e le altre 12 su Public Library of Science, provano a rispondere a due domande fondamentali sul microbioma che gli esseri umani – quelli sani si intende – si portano dietro: chi sono questi batteri, e cosa fanno per noi? "Proprio come il Progetto Genoma Umano 10 anni fa, il Progetto Microbioma umano è destinato ad essere un punto di partenza per futuri studi su salute umana e malattie", ha dichiarato Dirk Gevers, leader del gruppo di analisi genomica al Broad Institute di Harvard, e primo autore di uno degli studi su Nature. "È una risorsa enorme ora a disposizione della comunità scientifica che ci permette di capire come e perché le comunità microbiche variano nel tempo e tra un individuo e l'altro." I campioni per lo studio sono stati prelevati da 18 diverse parti del corpo, compresi le vie respiratorie, la pelle, la cavità orale, il tratto digerente e la vagina. Questi campioni sono stati donati da 242 soggetti sani dai 18 ai 40 anni. Le analisi hanno rivelato una composizione delle comunità microbiche sorprendentemente varia e abbondante. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che i microbi possono variare notevolmente non solo da sito a sito su una singola persona, ma anche da persona a persona, e che alcune parti del corpo sono più prevedibili, rispetto alla popolazione batterica, di altre. Anche se molti batteri diversi popolano la saliva nella bocca di una persona, persone che vivono nella stessa comunità tendono ad avere microbi simili nella loro saliva. Al contrario, i batteri presenti sulla pelle cambiano molto più da una persona all'altra, ma solo moderatamente all'interno di un singolo individuo. Gli scienziati hanno poi isolato il DNA degli oltre 5.000 campioni raccolti dai soggetti sani. Il loro primo obiettivo era determinare quali microbi erano presenti. Lo hanno fatto sequenziando un gene specifico, il gene ribosomiale 16S RNA, un gene condiviso da tutti i batteri ma non dagli esseri umani, l'equivalente di un codice a barre che può essere utilizzato per identificare e contare i microbi presenti. Fatto questo, hanno sequenziato tutto il DNA presente in un singolo campione per creare cosiddette sequenze metagenomiche, basato su dati provenienti da milioni di piccole sequenze. Sequenziando tutti i geni di una comunità microbica in questo modo, gli scienziati hanno potuto così decifrare le capacità metaboliche dei batteri. Naturalmente sono stati necessari nuovi metodi di analisi per decifrare questi grandi insiemi di dati. Si pensi che il metagenoma dei microbi umani contiene 8 milioni di geni diversi che codificano per proteine, 360 volte la cifra corrispondente nel genoma umano. Gli scienziati hanno quindi deciso di identificare i batteri più interessanti, su cui concentrare l'analisi in futuro. Per identificare questi "Most Wanted" hanno utilizzato due criteri: i batteri dovevano essere presenti nel 20 per cento almeno delle persone studiate e dovevano essere nuovi rispetto ai batteri noti. Ora gli scienziati hanno ristretto la lista di priorità ad appena 119 microbi, che verranno studiati uno per uno con tanto di sequenziamento completo del genoma. "Lo studio dei genomi di questi microbi precedentemente sconosciuti ci aiuterà a capire che cosa questi organismi potrebbe fare. Sono amici? Nemici? Possono resistere agli antibiotici? Producono tossine o molecole che potrebbero essere benefiche per noi?", ha spiegato Ashlee Earl, co-autrice di entrambi gli studi su Nature. 


© Istituto della Enciclopedia Italiana - Riproduzione riservata

0