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L'importanza per la salute delle proteine prodotte dai microbi intestinali

Le informazioni sulla funzione delle proteine potrebbero fornire importanti dati terapeutici e diagnostici per molte malattie. Un progetto che ha ricevuto finanziamenti europei ha sviluppato uno strumento per la previsione della funzione proteica che potrà aiutare a gestire meglio il morbo di Crohn.
L'importanza per la salute delle proteine prodotte dai microbi intestinali
Lo strumento SIFTER (Inferenza statistica della funzione tramite relazioni evolutive) basa la sua analisi della funzione delle proteine sull'evoluzione delle famiglie proteiche. Sviluppato dal progetto SIFTERMETAGENOMICS ("Functional annotation of microbial communities in human health and in the environment"), il modello basa le sue previsioni della funzione proteica sulle diverse caratteristiche della struttura familiare evolutiva delle proteine.

I fattori presi in considerazione includono la possibile evoluzione verso un'altra funzione della famiglia, la mutabilità stimata della coppia di funzioni molecolari, la distanza nella struttura ad albero e l'evento che si trova alla base della funzione, speciazione o duplicazione dei geni.

I risultati CAFA (Valutazione critica dell'annotazione funzionale delle proteine) mostrano che, come pubblicato in "Nature Methods" nel 2013, il SIFTER si colloca tra i 10 algoritmi con le prestazioni migliori. Non solo, ma lo strumento ha dimostrato grandi potenzialità in uno studio sul morbo di Crohn.

Il legame della malattia di Crohn con uno squilibrio dell'ecosistema dei microbi presenti nell'intestino è ormai ampiamente riconosciuto. I ricercatori del progetto hanno eseguito la profilazione ribosomale 16S di pazienti affetti dalla patologia e di una popolazione di controllo di pazienti, tutti sottoposti a chirurgia o colonscopia. I profili dei pazienti affetti dal morbo di Crohn indicano che la flora batterica di quelli in remissione è più simile a quella del gruppo di controllo che non a quella dei malati colpiti da recidiva.

I pazienti che sono restati in remissione, inoltre, hanno mostrato maggiore stabilità delle proteine dei microbi intestinali. L'analisi delle proteine condotta da SIFTERMETAGENOMICS dimostra che la profilazione della flora batterica può essere utile per prevedere l'efficacia del trattamento della malattia nei pazienti sottoposti a intervento chirurgico.

Le applicazioni dello strumento SIFTER sono in linea con iniziative come CAGI ("Critical assessment of genome interpretation"), un esperimento comunitario che permette di valutare i metodi computazionali per la previsione dell'impatto fenotipico della variazione genomica. L'esperimento CAGI è idealmente adatto all'analisi dei dati raccolti sul morbo di Crohn. Durante l'ultima conferenza, si sono registrate 56 proposte per questo disturbo.

Nel complesso, i risultati ottenuti dall'iniziativa CAGI e da progetti come SIFTERMETAGENOMICS aiuteranno medici e consulenti a comprendere l'affidabilità dei metodi di predizione delle varianti e la loro applicazione più appropriata.

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