I biologi dell'Università di Stanford hanno creato un microbioma artificiale composto da più di 100 specie
Ogni cellula del microbioma funzionadeterminata funzione: distrugge o crea molecole necessarie al normale funzionamento dell'organismo. La difficoltà nel creare una colonia artificiale era che non era solo stabile e funzionale, spiegano gli autori dello studio. In una tale colonia, una specie non dovrebbe sopprimere le altre, ma insieme dovrebbero svolgere le stesse funzioni dell'ambiente naturale dell'intestino.
Colonia batterica artificiale in una capsula di Petri.Immagine: L.A.Cicero, Stanford
La scelta delle specie che dovrebbero formare una colonia,era anche difficile a causa delle differenze naturali tra le persone. Il fatto è che due persone prese a caso non avranno più della metà dei geni microbici comuni. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno utilizzato i dati dello Human Microbiome Project (HMP) per sequenziare i genomi microbici completi di oltre 300 adulti.
Abbiamo cercato l'Arca di Noè di specie batteriche nell'intestino umano, cercando di trovare quelle che ogni essere umano aveva.
Michael Fischbach, professore associato di microbiologia, immunologia e coautore dello studio
Per la loro colonia sintetica, i ricercatorihanno selezionato 104 ceppi batterici che erano presenti in almeno il 20% delle persone dello studio genomico HMP. Ogni tipo di batteri è stato allevato separatamente e poi mescolato in un'unica coltura.
Per arricchire e avvicinare la tua coloniacondizioni reali, i ricercatori hanno utilizzato feci umane contenenti l'ambiente naturale delle persone viventi. Lo studio ha mostrato che quando interagiva con gli escrementi, la colonia veniva reintegrata con altre 20 nuove specie di batteri, che occupavano una nicchia libera.
I ricercatori hanno dimostrato l'efficaciadel suo sviluppo nei topi. Animali sterili, nell'intestino di cui non c'erano batteri, furono trapiantati con la colonia finita. Lo studio ha dimostrato che non solo ha messo radici con successo, ma ha anche aiutato a far fronte all'infezione da E. coli con la stessa efficacia del vero microbioma.
Schema dell'esperimento.La prima versione del microbioma di 104 batteri è stata trapiantata nei topi, dopo 4 settimane sono stati inoltre impiantati con feci umane. Dopo 8 settimane, i ricercatori hanno sequenziato il microbioma resistente formato, che conteneva 119 ceppi batterici. Immagine: Alice G. Cheng et al., Cell
Gli scienziati notano che l'ambiente battericoL'intestino influenza lo sviluppo del sistema nervoso, la risposta all'immunoterapia contro il cancro e altri aspetti della salute. Credono che il nuovo sviluppo aiuterà a comprendere meglio i legami tra il microbioma e la salute e, infine, a sviluppare metodi per ripristinare un ambiente intestinale sano.
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