Cosa contiene il microbioma degli alimenti che mangiamo? / What’s in the Microbiome of the Foods You Eat?

Cosa contiene il microbioma degli alimenti che mangiamo? / What’s in the Microbiome of the Foods You Eat?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un nuovo database di 2.533 alimenti rivela 10.899 microbi, evidenziando il loro impatto sulla salute intestinale umana e sulla qualità del cibo.

Riepilogo

I ricercatori hanno creato un database completo del microbioma alimentare sequenziando 2.533 alimenti, identificando 10.899 microbi. Questo studio rivela che i microbi associati agli alimenti hanno un impatto significativo sia sui microbiomi intestinali umani sia sulle caratteristiche degli alimenti. Il database, il più grande del suo genere, fornisce approfondimenti sulla sicurezza alimentare, sulla qualità e sugli impatti sulla salute.

Punti chiave

Nuovo database: lo studio ha sequenziato 2.533 alimenti, scoprendo 10.899 microbi, tra cui molte specie precedentemente sconosciute.

Approfondimenti sulla salute: i microbi associati agli alimenti costituiscono il 3% del microbioma intestinale degli adulti e il 56% del microbioma intestinale dei neonati.

Qualità degli alimenti: comprendere i microbiomi alimentari può migliorare la produzione alimentare, la sicurezza e l'autenticazione dei prodotti locali.

I microbi fanno parte del cibo che mangiamo e possono influenzare il nostro microbioma, ma sappiamo molto poco sui microbi presenti nei nostri alimenti. Ora, i ricercatori hanno sviluppato un database del "microbioma alimentare" sequenziando i metagenomi di 2.533 alimenti diversi. Hanno identificato 10.899 microbi associati al cibo, metà dei quali erano specie precedentemente sconosciute, e hanno dimostrato che i microbi associati al cibo rappresentano in media circa il 3% del microbioma intestinale degli adulti e il 56% di quello dei neonati. Lo studio è stato pubblicato il 29 agosto sulla rivista  Cell  e il  database  è disponibile come risorsa ad accesso libero.

"Si tratta del più ampio studio sui microbi negli alimenti", afferma il coautore senior e microbiologo computazionale Nicola Segata ( @nsegata ) dell'Università di Trento e dell'Istituto Europeo di Oncologia di Milano. "Ora possiamo iniziare a usare questo riferimento per comprendere meglio come la qualità, la conservazione, la sicurezza e altre caratteristiche degli alimenti siano collegate ai microbi che contengono".

Tradizionalmente, i microbi negli alimenti sono stati studiati coltivandoli uno a uno in laboratorio, ma questo processo è lento e richiede molto tempo, e non tutti i microbi possono essere facilmente coltivati. Per caratterizzare il microbioma alimentare in modo più completo ed efficiente, i ricercatori hanno sfruttato la metagenomica, uno strumento molecolare che ha permesso loro di sequenziare simultaneamente tutto il materiale genetico all'interno di ogni campione di alimento. La metagenomica è spesso utilizzata per caratterizzare il microbioma umano od analizzare campioni ambientali, ma in precedenza non è stata utilizzata per studiare gli alimenti su larga scala.

"I microbiologi alimentari studiano gli alimenti e ne testano la sicurezza da oltre cento anni, ma abbiamo sottoutilizzato le moderne tecnologie di sequenziamento del DNA", afferma il coautore senior e microbiologo Paul Cotter ( @pauldcotter ) di Teagasc, APC Microbiome Ireland e VistaMilk Ireland. "Questo è il punto di partenza per una nuova ondata di studi nel campo in cui sfruttiamo appieno la tecnologia molecolare disponibile".

In totale, il gruppo ha analizzato 2.533 metagenomi associati al cibo provenienti da 50 paesi, tra cui 1.950 metagenomi appena sequenziati. Questi metagenomi provenivano da una varietà di tipi di cibo, di cui il 65% erano fonti di latticini, il 17% erano bevande fermentate e il 5% erano carni fermentate.

Questi metagenomi comprendevano materiale genetico di 10.899 microbi associati agli alimenti, classificati in 1.036 specie batteriche e 108 specie fungine. Alimenti simili tendevano ad ospitare tipi simili di microbi (ad esempio, le comunità microbiche in diverse bevande fermentate erano più simili tra loro che ai microbi nella carne fermentata), ma c'era una maggiore variazione tra i prodotti lattiero-caseari, probabilmente a causa del maggior numero di prodotti lattiero-caseari esaminati.

Sebbene i ricercatori non abbiano identificato molti batteri palesemente patogeni nei campioni di cibo, hanno identificato alcuni microbi che potrebbero essere meno desiderabili a causa del loro impatto sul sapore o sulla conservazione del cibo. Sapere quali microbi "appartengono" a diversi tipi di cibo potrebbe aiutare i produttori, sia industriali che su piccola scala, a produrre prodotti più coerenti e desiderabili. Potrebbe anche aiutare i regolatori alimentari a definire quali microbi dovrebbero e non dovrebbero essere in determinati tipi di cibo e ad autenticare l'identità e le origini degli alimenti "locali".

"Una cosa che è stata sorprendente è che alcuni microbi sono presenti e svolgono funzioni simili anche in alimenti molto diversi e, allo stesso tempo, abbiamo dimostrato che gli alimenti in ogni struttura o fattoria locale hanno caratteristiche uniche", afferma Segata. "Questo è importante perché potrebbe migliorare ulteriormente l'idea della specificità e della qualità degli alimenti locali e potremmo persino utilizzare la metagenomica per autenticare gli alimenti provenienti da una determinata struttura o posizione".

Comprendere il microbioma alimentare potrebbe avere implicazioni anche per la salute umana, poiché alcuni dei microbi che mangiamo potrebbero diventare membri stabili dei nostri microbiomi. Per esaminare le sovrapposizioni tra microbi associati al cibo e microbioma umano, il gruppo ha confrontato il suo nuovo database con 19.833 metagenomi umani precedentemente sequenziati. Hanno dimostrato che le specie microbiche associate al cibo compongono circa il 3% del microbioma intestinale degli adulti ed oltre il 50% del microbioma intestinale dei neonati.

"Ciò suggerisce che alcuni dei nostri microbi intestinali potrebbero essere acquisiti direttamente dal cibo, o che storicamente le popolazioni umane hanno ottenuto questi microbi dal cibo e poi quei microbi si sono adattati per diventare parte del microbioma umano", afferma Segata. "Potrebbe sembrare solo una piccola percentuale, ma quel 3% può essere estremamente rilevante per la loro funzione all'interno del nostro corpo. Con questo database, possiamo iniziare ad esaminare su larga scala come le proprietà microbiche del cibo potrebbero avere un impatto sulla nostra salute".

Lo studio è stato uno dei principali risultati del  consorzio MASTER EU, un'iniziativa finanziata dall'UE che coinvolge 29 partner in 14 paesi e che mira a caratterizzare la presenza e la funzione dei microbi lungo l'intera filiera alimentare.

"In futuro, vogliamo esplorare la diversità di questi microbiomi alimentari rispetto a diversi alimenti, culture, stili di vita e popolazioni", afferma Cotter.

ENGLISH

A new database of 2,533 foods reveals 10,899 microbes, highlighting their impact on human gut health and food quality.

Summary

Researchers have created a comprehensive database of the food microbiome by sequencing 2,533 foods, identifying 10,899 microbes. This study reveals that food-associated microbes significantly impact both human gut microbiomes and food characteristics. The database, the largest of its kind, provides insights into food safety, quality, and health impacts.

Key Takeaways

New Database: The study sequenced 2,533 foods, discovering 10,899 microbes, including many previously unknown species.

Health Insights: Food-associated microbes make up 3% of adult gut microbiomes and 56% of infant gut microbiomes.

Food Quality: Understanding food microbiomes can improve food production, safety, and authentication of local products.

Microbes are part of the food we eat and can influence our own microbiome, but we know very little about the microbes in our foods. Now, researchers have developed a database of the “food microbiome” by sequencing the metagenomes of 2,533 different foods. They identified 10,899 food-associated microbes, half of which were previously unknown species, and showed that food-associated microbes account for around 3% of the adult and 56% of the infant gut microbiome on average. The study published August 29 in the journal Cell, and the database is available as an open access resource.

“This is the largest survey of microbes in food,” says co-senior author and computational microbiologist Nicola Segata (@nsegata) of the University of Trento and the European Institute of Oncology in Milan. “We can now start to use this reference to better understand how the quality, conservation, safety, and other characteristics of food are linked with the microbes they contain.”

Traditionally, microbes in food have been studied by culturing them one-by-one in the lab, but this process is slow and time consuming, and not all microbes can be easily cultured. To characterize the food microbiome more comprehensively and efficiently, the researchers leveraged metagenomics, a molecular tool that enabled them to simultaneously sequence all the genetic material within each food sample. Metagenomics is often used to characterize the human microbiome or analyze environmental samples but hasn’t previously been used to investigate food at a large scale.

“Food microbiologists have been studying foods and testing for food safety for well over a hundred years now, but we’ve underutilized modern DNA sequencing technologies,” says co-senior author and microbiologist Paul Cotter (@pauldcotter) of Teagasc, APC Microbiome Ireland and VistaMilk Ireland. “This is the starting point for a new wave of studies in the field where we make full use of the molecular technology available.”

Altogether, the team analyzed 2,533 food-associated metagenomes from 50 countries, including 1,950 newly sequenced metagenomes. These metagenomes came from a variety of food types, of which 65% were dairy sources, 17% were fermented beverages, and 5% were fermented meats.

These metagenomes comprised genetic material from 10,899 food-associated microbes categorized into 1,036 bacterial and 108 fungal species. Similar foods tended to harbor similar types of microbes—for example, the microbial communities in different fermented beverages were more similar to each other than to the microbes in fermented meat—but there was more variation between dairy products, likely due to the larger number of dairy products surveyed.

Though the researchers didn’t identify many overtly pathogenic bacteria in the food samples, they did identify some microbes that might be less desirable due to their impact on food flavor or preservation. Knowing which microbes “belong” in different types of food could help producers—both industrial and small-scale—to produce more consistent and desirable products. It could also help food regulators define which microbes should and should not be in certain types of food and to authenticate the identity and origins of “local” foods.

“One thing that was striking is that some microbes are present and performing similar functions in even quite different foods, and at the same time, we showed that foods in each local facility or farm have unique characteristics,” says Segata. “This is important because it could further improve the idea of the specificity and the quality of local foods, and we could even use metagenomics to authenticate foods coming from a given facility or location.”

Understanding the food microbiome could also have implications for human health as some of the microbes we eat could become stable members of our own microbiomes. To examine overlaps between food-associated microbes and the human microbiome, the team compared their new database with 19,833 previously sequenced human metagenomes. They showed that food-associated microbial species compose around 3% of the gut microbiome of adults and more than 50% of the gut microbiomes of newborns.

“This suggests that some of our gut microbes may be acquired directly from food, or that historically, human populations got these microbes from food and then those microbes adapted to become part of the human microbiome,” says Segata. “It might seem like only a small percentage, but that 3% can be extremely relevant for their function within our body. With this database, we can start surveying at a large scale how the microbial properties of food could impact our health.”

The study was one of the main outputs from the MASTER EU consortium, an EU-funded initiative spanning 29 partners across 14 countries that aims to characterize the presence and function of microbes throughout the entire food chain.

“In the future, we want to explore the diversity of these food microbiomes with respect to different foods, cultures, lifestyles, and populations,” says Cotter.

Da:

https://www.technologynetworks.com/tn/news/whats-in-the-microbiome-of-the-foods-you-eat-390381?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Breaking%20Science%20News&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz-8x0nG6YAiDCwJew-PGvDH2xE0CLYdOFmaECrcT6vmv6pv5cTi78FAXYOUMDG_Vgr7aU0NFZJg4kR92y7TcbyLhtkIqepO18QP4l2glMH52rEcm-Pw&_hsmi=322446541&utm_content=322446541&utm_source=hs_email