Scoperto un singolo microbo intestinale che limita l'aumento di peso / Single Gut Microbe Found To Limit Weight Gain
Scoperto un singolo microbo intestinale che limita l'aumento di peso / Single Gut Microbe Found To Limit Weight Gain
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Il microbioma intestinale è intimamente legato alla salute ed al peso corporeo. Le differenze nel microbioma intestinale – ovvero i batteri ed i funghi presenti nell'intestino – sono associate all'obesità e all'aumento di peso, il che aumenta la possibilità che modificarlo possa migliorare la salute. Tuttavia, l'intestino di una persona contiene centinaia di specie microbiche diverse, il che rende difficile stabilire quali specie possano essere d'aiuto.
Ora, una ricerca dell'Università dello Utah ha identificato uno specifico tipo di batterio intestinale, chiamato Turicibacter, che migliora la salute metabolica e riduce l'aumento di peso nei topi sottoposti ad una dieta ricca di grassi. Le persone obese tendono ad avere meno Turicibacter, il che suggerisce che il microbo possa favorire un peso sano anche negli esseri umani. I risultati potrebbero portare a nuovi modi per controllare il peso regolando la flora batterica intestinale.
I risultati sono pubblicati su Cell Metabolism .
Un ago microscopico in un pagliaio
I ricercatori sapevano da studi precedenti che un ampio gruppo di circa 100 batteri era collettivamente in grado di prevenire l'aumento di peso nei topi, ma trovare un microbo specifico che fosse fondamentale per il mantenimento del peso è stato un compito arduo. "I microbi che vivono nel nostro intestino non amano affatto vivere al di fuori dell'intestino", spiega Kendra Klag, PhD, dottoranda in medicina presso la Spencer Fox Eccles School of Medicine dell'Università dello Utah e prima autrice dello studio. Molti vengono uccisi dalla presenza di ossigeno e devono essere maneggiati esclusivamente in bolle ermetiche.
Ma dopo anni di coltura di singoli microbi, Klag ha scoperto che un batterio a forma di bastoncello chiamato Turicibacter poteva da solo ridurre la glicemia, i livelli di grassi nel sangue e l'aumento di peso nei topi sottoposti ad una dieta ricca di grassi.
"Non pensavo che un singolo microbo avrebbe avuto un effetto così drammatico: pensavo che sarebbe stato un mix di tre o quattro", afferma June Round, PhD, professoressa di microbiologia e immunologia presso l'Università dell'U-2000 Health e autrice principale dello studio. "Così, quando [Klag] mi ha portato il primo esperimento con Turicibacter ed i topi sono rimasti davvero magri, ho pensato: 'È davvero incredibile'. È davvero emozionante vedere questo tipo di risultati".
Turicibacter sembra promuovere la salute metabolica producendo molecole grasse che vengono assorbite dall'intestino tenue. Quando i ricercatori hanno aggiunto grassi purificati di Turicibacter ad una dieta ricca di grassi, hanno ottenuto gli stessi effetti di controllo del peso del Turicibacter stesso. Non sanno ancora quali molecole grasse siano la parte importante – il batterio produce migliaia di grassi diversi, in quella che Klag descrive come una "zuppa lipidica" – ma sperano di restringere il campo alle molecole più importanti in lavori futuri per un potenziale uso terapeutico.
Un ciclo di feedback grasso
I ricercatori hanno scoperto che Turicibacter sembra migliorare la salute metabolica influenzando il modo in cui l'ospite produce una molecola grassa chiamata ceramidi. I livelli di ceramidi aumentano con una dieta ricca di grassi e livelli elevati di ceramidi sono associati a molti disturbi metabolici, tra cui il diabete di tipo 2 e le malattie cardiache. Ma i grassi prodotti da Turicibacter sono in grado di mantenere bassi i livelli di ceramidi, anche nei topi sottoposti ad una dieta ricca di grassi.
I ricercatori hanno scoperto che i livelli di Turicibacter sono influenzati dalla quantità di grassi assunti dall'ospite. Il batterio non cresce se c'è troppo grasso nel suo ambiente, quindi i topi alimentati con una dieta ricca di grassi perderanno Turicibacter dal loro microbioma intestinale a meno che la loro dieta non venga regolarmente integrata con il microbo.
I risultati indicano un complesso ciclo di feedback, in cui una dieta ricca di grassi inibisce Turicibacter ed i grassi prodotti da Turicibacter migliorano il modo in cui l'ospite risponde ai grassi alimentari.
Direzioni future
I ricercatori affermano che è improbabile che gli effetti del Turicibacter siano unici; è probabile che molti batteri intestinali diversi contribuiscano alla salute metabolica. E i risultati basati su modelli animali potrebbero non essere applicabili agli esseri umani. "Abbiamo migliorato l'aumento di peso nei topi, ma non ho idea se questo sia effettivamente vero negli esseri umani", afferma Round.
Ma sperano che Turicibacter possa fornire un punto di partenza per sviluppare trattamenti che promuovano un metabolismo sano e prevengano l'eccessivo aumento di peso.
"Identificare quale lipide abbia questo effetto sarà una delle direzioni future più importanti", afferma Round, "sia da un punto di vista scientifico, perché vogliamo capirne il funzionamento, sia da un punto di vista terapeutico. Forse potremmo usare questo lipide batterico, che sappiamo non avere molti effetti collaterali perché è presente nell'intestino, come un modo per mantenere un peso sano".
"Con ulteriori indagini sui singoli microbi, saremo in grado di trasformarli in farmaci e trovare batteri sicuri per creare un consorzio di batteri diversi di cui potrebbero essere carenti persone con diverse patologie", afferma Klag. "I microbi rappresentano la ricchezza più grande della scoperta di farmaci. Conosciamo solo la punta dell'iceberg di ciò che tutti questi diversi prodotti batterici possono fare".
ENGLISH
Researchers uncover a microbe that keeps mice lean on a high-fat diet.
The gut microbiome is intimately linked to human health and weight. Differences in the gut microbiome—the bacteria and fungi in the gut—are associated with obesity and weight gain, raising the possibility that changing the microbiome could improve health. But any given person’s gut contains hundreds of different microbial species, making it difficult to tell which species could help.
Now, research at the University of Utah has identified a specific type of gut bacteria, called Turicibacter, that improves metabolic health and reduces weight gain in mice on a high-fat diet. People with obesity tend to have less Turicibacter, suggesting that the microbe may promote healthy weight in humans as well. The results could lead to new ways to control weight by adjusting gut bacteria.
The results are published in Cell Metabolism.
A microscopic needle in a haystack
The researchers had known from previous work that a large group of about 100 bacteria was collectively able to prevent weight gain in mice, but finding a specific microbe that was key to weight maintenance was a laborious task. “The microbes that live in our gut don’t like to live outside the gut at all,” explains Kendra Klag, PhD, MD candidate at the Spencer Fox Eccles School of Medicine at the University of Utah and first author on the paper. Many are killed by the presence of oxygen and must be exclusively handled in airtight bubbles.
But after years of culturing individual microbes, Klag found that a rod-shaped bacterium called Turicibacter could single-handedly reduce blood sugar, levels of fat in the blood, and weight gain for mice on a high-fat diet.
“I didn’t think one microbe would have such a dramatic effect—I thought it would be a mix of three or four,” says June Round, PhD, professor of microbiology and immunology at U of U Health and senior author on the paper. “So when [Klag] brought me the first experiment with Turicibacter and the mice were staying really lean, I was like, ‘This is so amazing.’ It’s pretty exciting when you see those types of results.”
Turicibacter appears to promote metabolic health by producing fatty molecules that are absorbed by the small intestine. When the researchers added purified Turicibacter fats to a high-fat diet, they had the same weight-controlling effects as Turicibacter itself. They don’t yet know which fatty molecules are the important part—the bacterium produces thousands of different fats, in what Klag describes as a “lipid soup”—but they hope to narrow down on the most important molecules in future work for potential therapeutic use.
A fatty feedback loop
Turicibacter appears to improve metabolic health by affecting how the host produces a fatty molecule called ceramides, the researchers found. Ceramide levels increase on a high-fat diet, and high levels of ceramides are associated with many metabolic disorders, including type 2 diabetes and heart disease. But the fats produced by Turicibacter are able to keep ceramide levels low, even for mice on a high-fat diet.
Turicibacter levels are themselves affected by how much fat the host eats, the researchers discovered. The bacterium won’t grow if there’s too much fat in its environment, so mice fed a high-fat diet will lose Turicibacter from their gut microbiome unless their diet is regularly supplemented with the microbe.
The results point to a complex feedback loop, in which a fatty diet inhibits Turicibacter and fats produced by Turicibacter improve how the host responds to dietary fats.
Future directions
The researchers say that Turicibacter’s effects are unlikely to be unique; many different gut bacteria probably contribute to metabolic health. And results based in animal models may not apply to people. “We have improved weight gain in mice, but I have no idea if this is actually true in humans,” Round says.
But they’re hopeful that Turicibacter could provide a starting point for developing treatments that promote healthy metabolism and prevent excessive weight gain.
“Identifying what lipid is having this effect is going to be one of the most important future directions,” Round says, “both from a scientific perspective because we want to understand how it works, and from a therapeutic standpoint. Perhaps we could use this bacterial lipid, which we know really doesn't have a lot of side effects because people have it in their guts, as a way to keep a healthy weight.”
“With further investigation of individual microbes, we will be able to make microbes into medicine and find bacteria that are safe to create a consortium of different bugs that people with different diseases might be lacking,” Klag says. “Microbes are the ultimate wealth of drug discovery. We just know the very tip of the iceberg of what all these different bacterial products can do.”
Da:
https://www.technologynetworks.com/immunology/news/single-gut-microbe-found-to-limit-weight-gain-408033
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