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Membri del microbiota intestinale che catturano il colesterolo: Eubacterium e Oscillibacter proteggono dalle cardiopatie?

I cambiamenti nel microbioma intestinale sono stati implicati in una serie di malattie tra cui il diabete di tipo 2, l’obesità e le malattie infiammatorie intestinali. Ora, un team di ricercatori del Broad Institute del MIT e di Harvard, insieme al Massachusetts General Hospital, ha scoperto che i microbi nell’intestino possono influenzare anche le malattie cardiovascolari. Nella loro indagine, il team ha identificato specie specifiche di batteri che consumano il colesterolo nell’intestino e possono aiutare a ridurre il colesterolo e il rischio di malattie cardiache nelle persone. Gli scienziati hanno analizzato i metaboliti e i genomi microbici di oltre 1.400 partecipanti al Framingham Heart Study, un progetto decennale incentrato sui fattori di rischio per le malattie cardiovascolari. Hanno anche identificato il meccanismo che i batteri probabilmente utilizzano per abbattere il colesterolo. I risultati suggeriscono che gli interventi che manipolano il microbioma in modi specifici potrebbero un giorno aiutare a ridurre il colesterolo nelle persone.

Negli ultimi dieci anni, altri ricercatori hanno scoperto collegamenti tra la composizione del microbioma intestinale ed elementi di malattie cardiovascolari, come i trigliceridi di una persona e la glicemia nel sangue dopo un pasto. Ma gli scienziati non sono stati in grado di individuare queste connessioni con le terapie, in parte perché non hanno una comprensione completa delle vie metaboliche nell’intestino. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno ottenuto un quadro più completo e dettagliato dell’impatto dei microbi intestinali sul metabolismo. Hanno combinato il sequenziamento metagenomico con la metabolomica, che misura i livelli di centinaia di metaboliti noti e migliaia di metaboliti sconosciuti dai campioni ottenuti dal Framingham Heart Study. L’approccio ha scoperto più di 16.000 associazioni tra microbi e tratti metabolici, inclusa una particolarmente forte per lo scopo principale dell’indagine: le persone con diverse specie di batteri del genere Oscillibacter avevano livelli di colesterolo più bassi.

I ricercatori hanno scoperto che gli Oscillibacter erano sorprendentemente abbondanti nell’intestino, rappresentando in media 1 batterio su 100. I ricercatori volevano poi capire il percorso biochimico utilizzato dai microbi per abbattere il colesterolo. Per fare ciò, dovevano prima far crescere l’organismo in laboratorio. Dopo aver coltivato con successo i batteri, il team ha utilizzato la spettrometria di massa per identificare i sottoprodotti più probabili del metabolismo del colesterolo nei batteri. Ciò ha permesso loro di determinare i percorsi utilizzati dai batteri per abbassare i livelli di colesterolo. Hanno scoperto che i batteri convertono il colesterolo in prodotti intermedi che possono poi essere scomposti da altri batteri ed escreti dal corpo. Successivamente, il team ha utilizzato modelli di apprendimento automatico per identificare gli enzimi candidati responsabili di questa conversione biochimica, quindi ha rilevato in laboratorio quegli enzimi e i prodotti di degradazione del colesterolo specificamente in alcuni Oscillibacter.

Il team ha scoperto un’altra specie batterica intestinale, l’Eubacterium coprostanoligenes, che contribuisce anche a ridurre i livelli di colesterolo. Questa specie trasporta un gene che gli scienziati avevano precedentemente dimostrato essere coinvolto nel metabolismo del colesterolo. Lo stesso nome del batterio indica che produce coprostanolo, un derivato del colesterolo. Nel nuovo lavoro, il team ha scoperto che Eubacterium potrebbe avere un effetto sinergico con Oscillibacter sui livelli di colesterolo, il che suggerisce che nuovi esperimenti che studiano combinazioni di specie batteriche potrebbero aiutare a far luce su come le diverse comunità microbiche interagiscono per influenzare la salute umana. Il numero di geni nel microbioma intestinale umano è semisconosciuto, ma il team è fiducioso che il loro successo nell’individuare gli enzimi che metabolizzano il colesterolo aprirà la strada alla scoperta di altre vie metaboliche che potrebbero essere presi di mira a livello terapeutico.

Questi dati si collegano ad uno studio pubblicato molto recentemente sulla scoperta degli scienziati riguardo alla produzione di centinaia di derivati degli acidi biliari secondari prodotti dal microbiota intestinale. Gli acidi biliari, infatti, derivano per conversione del colesterolo da parte del fegato. Oltre agli acidi biliari primari, il corpo produce alcune tipologie secondarie mentre quelle prodotte dai batter intestinali, a quanto pare, sono molte di più, tanto che gli scienziati pensano che ognuno di essi rappresenti una lettera di un “alfabeto biochimico” che serva alla regolazione di questa straordianaria comunità ospite. Fra l’altro gli acidi biliari servono anche ad emulsionare il colesterolo introdotto con la dieta alimentare, mentre alcuni farmaci per controllare i livelli di colesterolo sono resine che intrappolano proprio gli acidi biliari digestivi, come la colestiramina. Quindi il colesterolo non serve solamente alle nostre cellule e alle nostre vie biochimiche: certi batteri intestinali se lo prendono per farci derivati da usare come molecole segnale. Se questo serva di riflesso a proteggerci dalle malattie cardiache è tutto di guadagnato.

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  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Kenny DJ et al. Cell Host Microbe. 2020; 28(2):245-257.

Lee S et al. J Microbiol Biotechnol. 2023; 33(12):1648-56.

Bubeck AM, Urbain P et al. iScience 2023; 26(9):107697.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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