Microbiomul din intestin ne protejează de agenții patogeni cu ajutorul comunității și diversității bacteriene

Un studiu recent, publicat și realizat de cercetătorii de la Universitatea Oxford, a adus noi perspective asupra modului în care microbiomul intestinal protejează organismul uman împotriva microorganismelor patogene. Această cercetare a evidențiat că diversitatea comunităților de bacterii rezidente în intestin joacă un rol crucial în prevenirea bolilor, un efect de protecție care se pierde atunci când este prezentă doar o singură specie de bacterii intestinale.
În cadrul studiului, cercetătorii au testat 100 de tulpini diferite de bacterii intestinale, atât individual, cât și în combinație, pentru a evalua capacitatea lor de a limita creșterea a doi patogeni periculoși: Klebsiella pneumoniae și Salmonella enterica. Rezultatele au fost revelatoare: în timp ce bacteriile individuale aveau o capacitate redusă de a restricționa răspândirea patogenilor, comunitățile formate din până la 50 de specii diferite de bacterii erau mult mai eficiente, reducând creșterea patogenilor de până la 1000 de ori mai eficient decât culturile cu o singură specie.

Acest „efect de protecție a comunității” a fost observat indiferent de mediul de cultură, fie că era vorba de eprubete sau de șoareci „fără germeni”. Profesorul Kevin Foster, unul dintre autorii studiului, a subliniat că rezistența la colonizare este o proprietate colectivă a comunităților microbiene, sugerând că o singură tulpină este protectoare doar atunci când este combinată cu altele.

Mai mult, studiul a arătat că nu doar diversitatea în sine, ci și membrii specifici ai comunităților bacteriene sunt esențiali pentru nivelul de protecție. Anumite specii, deși oferă puțină protecție individual, sunt esențiale pentru protecția bazată pe comunitate. Aceste comunități protectoare blochează creșterea patogenilor prin consumul nutrienților necesari acestora, un mecanism identificat prin analiza genomurilor diferitelor specii bacteriene și prin profilarea metabolică.

Frances Spragge, un alt autor al studiului, a adăugat că, deși diversitatea crescută a microbiomului mărește probabilitatea protecției împotriva acestor patogeni, suprapunerea profilurilor de utilizare a nutrienților între comunitate și patogen este cheia. Anumite specii care joacă un rol crucial în protecția comunității prezintă o suprapunere metabolică mare cu patogenul, având astfel cerințe similare de nutrienți.

Pe baza acestui principiu de blocare a nutrienților, cercetătorii au putut prezice comunități de bacterii care oferă protecție slabă sau puternică împotriva unui alt patogen, o tulpină de E. coli rezistentă la antimicrobiene. Testele experimentale au confirmat că comunitățile cu cea mai mare suprapunere de nutrienți cu tulpina de E. coli erau de până la 100 de ori mai eficiente în reducerea abundenței patogenului.

Aceste descoperiri deschid calea pentru dezvoltarea de noi strategii de combatere a patogenilor intestinali dăunători prin optimizarea comunităților de microbiom intestinal. De asemenea, ele pot explica de ce indivizii devin mai susceptibili la anumite patogeni, cum ar fi K. pneumoniae, după tratamentele cu antibiotice care reduc diversitatea speciilor de microbiom intestinal. Dr. Erik Bakkeren, un alt autor al studiului, a subliniat că lucrarea susține ipoteza generală că un microbiom mai divers poate aduce beneficii pentru sănătate, oferind speranța optimizării compoziției microbiomului pentru protecția împotriva speciilor bacteriene dăunătoare sănătății.

sursa: Science Daily
foto: Celulele bacteriene din intestinul mamiferelor. Celulele bacteriene (culoare magenta) se află deasupra celulelor peretelui intestinal (nucleele prezentate ca cercuri albastre). Image credit: Martin Jahn.