Straordinario laboratorio di sostanze

Biologia - Non siamo solo l’espressione dei nostri geni ma anche del nostro microbioma
/ 09.03.2020
di Lorenzo De Carli

Se molti di noi, fino a qualche hanno fa, pensavano alla «flora batterica intestinale» come a qualcosa che, in un qualche modo, ci permetteva di digerire e assimilare i cibi, oggi lo studio del microbiota e del microbioma ci sta facendo comprendere che tutti quei micro-organismi ospitati nel nostro intestino non soltanto permettono l’assimilazione dei cibi ma sono anche un laboratorio in grado di produrre sostanze indispensabili sia per la nostra salute fisica, sia per quella mentale.

Talvolta usati come sinonimi, «microbiota» e «microbioma» hanno in realtà significati diversi.Il nostro «microbiota» è l’insieme dei microrganismi che vivono in simbiosi con noi. Sebbene anche i batteri della nostra pelle facciano parte dell’intero nostro microbiota, la sua porzione più consistente risiede nell’intestino ed è costituita prevalentemente da batteri, oltre che da lieviti, parassiti e virus.Il «microbioma» è invece il patrimonio genetico posseduto dal microbiota, vale a dire i geni che esso riesce ad esprimere.

Il microbiota è una specie di organo endocrino aggiuntivo che, in un certo senso, ci rende disponibile un secondo genoma, i geni del quale codificano molecole che il nostro genoma stesso non è in grado di produrre. Siccome i geni di origine microbica possono superare di cento volte il numero dei geni presenti nel genoma umano, non sarebbe azzardato sostenere che ciascuno di noi è un essere composto da cellule umane e microbiche.

Quando la comunità degli organismi che costituiscono il nostro microbiota intestinale è in equilibrio, si ha uno stato detto «eubiosi» – fondamentale per la salute generale dell’organismo. La «disbiosi», per contro, è lo stato di disequilibrio, causato per esempio da infezioni, stili di alimentazione o di vita scorretti, oppure dall’uso di farmaci.

La composizione del microbiota intestinale – che cambia nel corso della vita, fluttuando anche durante la giornata in funzione di ciò che mangiamo – è soggettiva: tuttavia essa possiede anche caratteristiche omogenee al livello delle popolazioni. Condotto dal 2007 al 2017, il Progetto microbioma umano ha fornito strumenti utili per osservare come le diverse popolazioni abbiano microbioti diversi.

A chi studia il microbiota intestinale è noto che le popolazioni indigene rurali hanno una maggiore diversità di batteri nel loro intestino rispetto alle popolazioni industrializzate. In una ricerca, i cui risultati sono apparsi il primo novembre 2018 nelle pagine della rivista «Cell», alcuni ricercatori dell’Università del Minnesota a Minneapolis hanno studiato il microbiota di rifugiati e immigrati trasferitisi negli Stati Uniti dal Sud-Est asiatico. Si trattava di popoli Hmong e Karen, due gruppi etnici provenienti dalla Cina e dalla Birmania che hanno comunità in Thailandia. La ricerca ha mostrato che l’immigrazione negli Stati Uniti ha prodotto una serie di cambiamenti nel microbiota intestinale, compresa la perdita di diversità microbica, di ceppi batterici non occidentali e della capacità di degradare le fibre vegetali. È molto probabile che, nei prossimi anni, lo studio del microbiota mostrerà come l’evoluzione culturale influenzi l’evoluzione genetica molto velocemente grazie agli effetti epigenetici degli stili di alimentazione.

Culture alimentari di tutto il mondo hanno sempre messo in atto processi di trasformazione del cibo tali, da ricavare sostanze utili alla nostra salute. Questa attività di tipo «culturale» mima l’attività del nostro microbiota e favorisce l’assimilazione di sostanze benefiche. Basterebbe pensare alla pratica giapponese di far fermentare con il fungo Aspergillus oryzae i fagioli di soia per produrre il Natto, condimento alimentare ricco di un enzima – detto Nattochinasi – che ha la proprietà di migliorare il flusso ematico riducendone la viscosità. Un esempio più vicino alla cultura occidentale è l’uso di fermenti per trasformare il latte in yogurt, rendendolo meglio digeribile.

Un caso particolarmente interessante è quello di una sostanza che il nostro microbiota produce, digerendo il melograno. È un metabolite denominato urolitina A, che viene a formarsi digerendo l’acido ellagico, presente in abbondanza nelle bacche e nella frutta secca. Negli ultimi anni, questa molecola è stata studiata con particolare dedizione dal team di ricercatori del Politecnico di Losanna diretto dal professor Johan Auwerx. L’urolitina A consente alle cellule muscolari di proteggersi da una delle principali cause d’invecchiamento: la perdita di efficienza dei mitocondri. Organelli presenti all’interno delle cellule, i mitocondri sono la «centrale energetica» di tutti gli organismi eucarioti – compresi noi umani. Col tempo, questi organelli si deteriorano. Una cellula perfettamente funzionale si occupa della degradazione dei mitocondri danneggiati, riciclandoli per produrre nuovi mitocondri. Questo processo – chiamato mitofagia – col tempo diventa sempre meno efficiente, contribuendo in maniera notevole all’invecchiamento.

In un articolo apparso il 14 giugno 2019 sulla rivista «Nature Metabolism», il team di Johan Auwerx ha dimostrato gli effetti anti invecchiamento dell’urolitina A in un trial clinico di fase uno: «l’urolitina A (presente in melograni e in altra frutta) potrebbe rallentare l’invecchiamento muscolare e la perdita di forza e massa muscolare tipica della terza età.» Nella sperimentazione umana oggetto di studio dell’articolo, la molecola è stata somministrata in tre dosi diverse per 28 giorni a tre gruppi di anziani, sedentari ma in buona salute, mentre un quarto gruppo ha ricevuto una sostanza placebo.

L’urolitina A si è dimostrata sicura a tutte le dosi e gli esperti hanno visto che, a livello muscolare, la molecola stimola l’aumento della biogenesi dei mitocondri.La questione rilevante dal punto di vista del microbiota, è che il frutto stesso non contiene la molecola miracolosa, ma piuttosto il suo precursore. Solo alcuni di noi dispongono dei ceppi batterici idonei a produrre questa trasformazione, sicché – secondo Auwerx – non restano che due opzioni: o somministrare i probiotici adatti a questo scopo, oppure somministrare l’urolitina A.

Il Politecnico di Losanna ha fondato una start-up, Amazentis, che ha messo a punto un metodo per fornire dosi finemente calibrate di urolitina A; mentre per quanto riguarda la prima opzione, per il momento, non è affatto chiaro quali siano i ceppi batterici adatti a produrre urolitina A.Il caso dell’urolitina A mostra in che modo il nostro microbiota sia in grado di sintetizzare autonomamente molecole utili alla nostra salute, partendo dal cibo che assimiliamo.

Dalle ricerche degli ultimi anni, sta emergendo chiaramente che la varietà della nostra alimentazione è di grande aiuto per mantenere una varietà quanto più vasta possibile di batteri benefici. Di grande valore sono in particolare gli alimenti non trattati artificialmente e integrali, ricchi di quegli elementi probiotici utili ad alimentare adeguatamente i batteri che ci sono amici; tanto che non sarebbe troppo sorprendente se, tra qualche hanno, andando a far la spesa, mettessimo nella lista anche qualcosa di specificamente utile per il nostro microbiota.