Comprendere dall'interno il tratto intestinale umano
I ricercatori del progetto METAHIT ("Metagenomics of the human intestinal tract") hanno realizzato un catalogo bibliografico completo per descrivere i geni microbici nell'intestino umano. Sono state sequenziate e confrontate 540 giga di coppie di basi di DNA microbico, ottenute da 124 campioni di feci di persone sane e malate afflitte da IBD od obesità. Sono stati catalogati i geni e sono state misurate la frequenza e l'espressione dei geni in relazione alle variazioni nella microflora intestinale umana. Un importante progresso è stata la scoperta che gli esseri umani hanno tre enterotipi distinti con livelli diversi di batteri Bacteriodes, Prevotella e Ruminococcus. È stato rilevato che gli enterotipi sono specifici per ogni individuo senza correlazioni con età, sesso, alimentazione, area geografica ed eredità genetica. È stato creato un database per archiviare e organizzare le informazioni generate all'interno e al di fuori del progetto. I componenti di METAHIT hanno sviluppato strumenti per creare profili di abbondanza di geni del metagenoma intestinale, per distinguere tra persone sane, malate e ad alto rischio di contrarre la malattia. Sono stati profusi sforzi per studiare la funzione di geni batterici e comprendere le interazioni tra ospite e microbo. Un confronto bioinformatico dei geni batterici presenti in pazienti affetti da CU, pazienti obesi e persone sane e magre ha mostrato differenze nelle specie batteriche e nella composizione. Sono necessari ulteriori studi per confermare e validare i risultati. Gli scienziati di METAHIT hanno rilevato sottoreti di subordinazione tra determinate unità metagenomiche (MGU) e specie metagenomiche (MGS), che potrebbero presentare associazioni genetiche con la malattia utilizzando un approccio di raggruppamento (clustering) di co-abbondanza. Studi precedenti avevano dimostrato che la tendenza all'obesità potrebbe essere parzialmente attribuita a eredità genetica. L'analisi metagenomica quantitativa su 292 persone danesi ha indicato che, nell'obesità, è possibile che svolga un ruolo la variazione del genoma microbico. La distribuzione di enterotipi variava enormemente tra le persone a basso conteggio di geni (LGC) e ad alto conteggio di geni (HGC). Altri casi di LGC presentavano l'enterotipo 1 portato da Bacteroides, laddove una maggior percentuale di persone HGC risultavano con enterotipo 3. È stata effettuata la mappatura del genoma di riferimento con i dati relativi all'abbondanza dei geni a livello di phylum, genere e specie, al fine di valutare le differenze nelle comunità microbiche. Le persone HGC presentavano una maggior distribuzione di specie antinfiammatorie, ad es. Faecalibacterium prausnitzii e Roseburia inulinivorans. Le persone LGC presentavano livelli superiori di Bacteroides e Rumnicoccus gnavus, favorevoli all'infiammazione e associati con l'IBD. Il punteggio di Abbondanza batterica decisiva, l'analisi delle caratteristiche dell'operatore ricevente (ROC) e l'area sotto i valori della curva hanno consentito di distinguere più facilmente le specie batteriche presenti nelle persone LGC e HGC. È stato accertato che i casi LGC presentavano livelli maggiori di grasso e un rischio più elevato di sviluppare il prediabete, il diabete di tipo 2 e disturbi cardiovascolari ischemici. Per la stratificazione degli enterotipi, è stata impiegata la sensibile tecnologia Q-PCR per l'analisi metagenomica quantitativa di microflora intestinale, allo scopo di distinguere le persone magre dalle obese, accanto ad altre patologie basate su profili di rischio metabolico diversi. È così emersa la potenzialità di sviluppo commerciale di medicinali personalizzati mediante analisi e stratificazione della microflora. I risultati del progetto sono stati divulgati attraverso pubblicazioni, siti Web, YouTube, Facebook, conferenze e Twitter, con lo scopo di ampliare le conoscenze del pubblico e attrarre investitori. Da esiti positivi del progetto potrebbe scaturire lo sviluppo commerciale di nuove tecnologie per la diagnosi e la terapia dell'IBD, dell'obesità e di disturbi metabolici.
