Gli scienziati della Duke University in North Carolina sono stati i primi a decodificare il patrimonio genetico dell’Akkermansia, un probiotico di nuova generazione con potenziali benefici metabolici e immunologici.
I ricercatori guidati da Raphael Valdivia, PhD, hanno identificato un legame con la capacità del batterio di regolare la biosintesi del colesterolo. Hanno inoltre sviluppato un sistema per manipolare Akkermansia muciniphila per migliorare la salute.
“Siamo entusiasti di aver rivelato il ruolo potenzialmente significativo di Akkermansia muciniphila nella regolazione della biosintesi del colesterolo”, ha dichiarato il dottor Valdivia alla Duke University School of Medicine. “Questa scoperta apre nuove strade per l’ingegnerizzazione di questo microbo probiotico al fine di potenziarne i benefici per la salute e sviluppare interventi mirati per i disturbi metabolici e la disregolazione immunologica”.
I risultati del team sono pubblicati su Nature Microbiology.
Federico Rey, PhD, dell’Università del Wisconsin-Madison, ha commentato in modo indipendente in un Research Briefing allegato alla stessa rivista: “Un contributo importante di questo studio è lo sviluppo di protocolli e strumenti per la mutagenesi e il sequenziamento dei trasposoni in A. muciniphila – un potenziale candidato per prevenire i disturbi metabolici”.
“Questo manoscritto inizia anche a definire, ad alta risoluzione genetica, i meccanismi molecolari con cui A. muciniphila degrada le mucine e dimostra che la degradazione delle mucine è molto importante per A. muciniphila in un ambiente competitivo. C’è una quantità sorprendente di dati interessanti e perseguibili”.
Akkermansia
L’Akkermansia, e in particolare la specie A. muciniphila, ha suscitato un crescente interesse per i suoi effetti benefici sulla salute. Nei roditori, il trattamento con A. muciniphila riduce l’obesità e i disturbi correlati, come l’intolleranza al glucosio, l’insulino-resistenza e la permeabilità intestinale.
Secondo quanto riferito, la specie A. muciniphila ha un’abbondanza di circa il 3% nel colon umano e la sua abbondanza nello strato di muco intestinale è inversamente correlata all’IMC, al diabete di tipo 1 e alle malattie intestinali nell’uomo. L’Akkermansia è nota per la produzione di sostanze nutritive che alimentano le cellule intestinali responsabili della produzione dello strato di muco intestinale, contribuendo a mantenere una sana funzione di barriera intestinale, a controllare la permeabilità intestinale e a controllare l’infiammazione di basso grado nell’intestino.
Gran parte della ricerca su questa specie è stata condotta in Belgio, presso l’Università Cattolica di Lovanio, e alcuni anni fa è stata lanciata una società spin-off chiamata A-Mansia, che si è concentrata sullo sviluppo commerciale dei prodotti a base di A. muciniphila.
Dettagli dello studio
In collaborazione con i colleghi dell’Università della California Berkeley, il dott. Valdivia e i suoi collaboratori hanno utilizzato una serie di tecniche, tra cui la mutagenesi transposonale ad alto rendimento, la genomica comparativa e la trascrittomica durante il loro viaggio di cinque anni in Akkermansia. Le tecniche hanno permesso ai ricercatori di identificare diversi geni per la crescita e la colonizzazione dell’intestino.
“I geni di A. muciniphila necessari per il trasporto e il consumo di mucina codificano per lo più proteine di funzione sconosciuta, sottolineando quanto poco sappiamo della biologia di questo batterio. I nostri risultati indicano un potenziale legame tra il metabolismo della mucina da parte di A. muciniphila e la sua regolazione dell’omeostasi lipidica dell’ospite”, spiegano il dottor Valdivia e la dottoressa Lauren Davey nel Research Briefing.
La dott.ssa Davey è il primo autore dell’articolo ed è stata ricercatrice post-dottorato presso la Duke. Ora è professore assistente presso il Dipartimento di Biochimica e Microbiologia dell’Università di Victoria, in Canada.
“Non è chiaro come l’uso della mucina da parte di A. muciniphila regoli l’espressione dei geni biosintetici degli steroli nei topi privi di germi, ma ipotizziamo che i prodotti della fermentazione o altri metaboliti generati quando il batterio utilizza la mucina come fonte di cibo modulino l’espressione genica negli epiteli del colon”.
“L’effetto del metabolismo della mucina da parte di A. muciniphila sull’espressione genica del colon nell’uomo è più difficile da valutare, a causa della complessità dei nostri microbioti e delle nostre diete, in quanto i lipidi alimentari e la presenza di altri batteri mucolitici possono confondere qualsiasi ruolo che A. muciniphila potrebbe avere. Tuttavia, la disponibilità di mutanti difettosi in varie fasi del metabolismo della mucina e di topi con comunità microbiche sintetiche definite dovrebbe consentirci di definire il contributo della fisiologia di A. muciniphila all’omeostasi lipidica dell’ospite e fornire indizi su come ingegnerizzare al meglio i batteri per migliorarne le proprietà probiotiche”, hanno aggiunto.
La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health statunitense, dall’American Heart Association e dal Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.
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