Asocieri complexe între factorii de mediu și microbiomul intestinal

Autor: Racheriu Dragoș, licențiat în medicină

Un studiu publicat în Communications Biology în noiembrie 2025 de către Universitatea din Helsinki a investigat modul în care factorii de mediu influențează rețelele de co-abundență bacteriană din microbiomul intestinal uman. Echipa a introdus o nouă metodă statistică denumită Multivariate Analysis of Conditional Covariance Analysis (MANOCCA), capabilă să evidențieze relațiile subtile dintre caracteristicile gazdei (precum vârsta, sexul, indicele de masă corporală și fumatul) și corelațiile dintre bacterii, oferind o perspectivă mult mai complexă asupra funcționării ecosistemului intestinal.

Complexitatea ecosistemului microbiomului intestinal

Microbiomul intestinal uman este o rețea ecologică complexă alcătuită din mii de specii bacteriene care interacționează într-un mod dinamic. Compoziția sa a fost asociată cu numeroși factori — sex, vârstă, genetică, dietă și starea de sănătate — însă aceste relații sunt dificil de caracterizat atunci când se utilizează abordări univariate, axate exclusiv pe abundența fiecărui taxon în parte.

În mod natural, bacteriile intestinale formează subcomunități funcționale ce colaborează în utilizarea resurselor sau în procese metabolice complementare. Aceste subcomunități manifestă co-abundență, adică variații sincronizate ale abundenței între mai multe specii. Identificarea factorilor care determină modificări în aceste rețele de co-abundență este esențială pentru înțelegerea modului în care mediul modelează ecosistemul intestinal.

Despre studiul actual

Cercetătorii au aplicat metoda MANOCCA pe un eșantion de 938 de adulți sănătoși, analizând 80 de factori de mediu colectați la momentul inițial: date demografice, istoricul medical, obiceiuri alimentare și biomarkeri fiziologici. Analizele au fost efectuate la nivel de familie, gen și specie bacteriană, vizând modul în care acești factori influențează rețelele de co-abundență din microbiom.

Metoda MANOCCA oferă mai multe avantaje față de abordările clasice:

permite utilizarea simultană a predictorilor continui și categorici;
permite ajustarea pentru covariate;
furnizează un cadru formal de testare statistică a co-variației bacteriene la nivel individual.

Prin acest instrument, cercetătorii au identificat asocieri semnificative între structura de co-abundență și factorii vârstă, sex, fumat (la toate nivelurile taxonomice) și indicele de masă corporală (IMC) (la nivel de gen).

Rezultatele analizei MANOCCA

Impactul factorilor gazdei asupra co-abundenței bacteriene

Analiza a arătat că caracteristicile nutriționale au avut o influență sistematică, deși modestă, asupra rețelelor bacteriene. Factorii principali — vârsta, sexul, fumatul și IMC-ul — au prezentat contribuții eterogene la nivelul fiecărui gen bacterian, ceea ce sugerează efecte diferențiate în funcție de taxon.

Compararea ponderilor MANOCCA cu asocierile univariate tradiționale a relevat o corelație pozitivă semnificativă între cele două abordări pentru aceiași factori (fumat, IMC, vârstă, sex), ceea ce demonstrează că modificările de abundență și de co-abundență tind să coexiste.

Structura rețelelor și familiile bacteriene implicate

O analiză aprofundată a top 5% perechi de genuri cu cea mai mare contribuție la variabilitatea co-abundenței a evidențiat rolul central al câtorva familii:

Lachnospiraceae,
Bacteroidaceae,
Ruminococcaceae,
Acutalibacteraceae,
Oscillospiraceae.

Familii mai rare precum Eggerthellaceae, Peptostreptococcaceae și Muribaculaceae au avut, de asemenea, contribuții notabile.
Un rezultat interesant a fost că Bacteroidaceae au fost subreprezentate în modificările de co-abundență, în timp ce Oscillospiraceae au fost puternic influențate, mai ales în relație cu IMC-ul crescut.

Rețele de interacțiuni între factori

Echipa a construit o rețea de 4.000 de perechi de genuri (dintr-un total de 259.560 combinații posibile), care a inclus 476 de genuri distincte.
Rezultatele au evidențiat:

un suprapunere extinsă între perechile afectate de IMC și sex (658 perechi comune);
o suprapunere secundară între fumat și vârstă (306 perechi comune).

Direcția efectelor a arătat că:

fumatul și vârsta înaintată sunt asociate predominant cu scăderea co-abundenței bacteriene;
IMC-ul crescut determină creșterea co-abundenței;
sexul exercită efecte mixte, în funcție de combinațiile de genuri bacteriene.

De exemplu, Bacteroides A și-a redus corelațiile de abundență cu mai multe specii „nucleu” la fumători, chiar dacă nivelul său global de abundență nu era modificat — un exemplu clar al modului în care analiza de co-varianță poate detecta schimbări subtile, invizibile prin metodele convenționale.

Performanța predictivă a metodei

Pentru a evalua precizia MANOCCA, autorii au comparat performanța sa cu cea a unui model standard bazat pe abundență, utilizând aria de sub curba ROC (AUC) pentru variabile binare și coeficientul de corelație pătratic (r²) pentru cele continue.

Rezultatele au arătat că MANOCCA a oferit o acuratețe net superioară la toate nivelurile taxonomice.

Pentru vârstă, valorile mediane r² au fost 0,18 (familie), 0,25 (gen) și 0,27 (specie), de aproape trei ori mai mari decât cele obținute prin modelul bazat pe abundență (0,05, 0,07, 0,10).
Pentru sex, acuratețea MANOCCA a fost de asemenea semnificativ mai ridicată la toate nivelurile.

Astfel, analiza de co-abundență nu doar completează, ci și depășește modelele tradiționale în capacitatea de a prezice caracteristicile gazdei.

Concluzii și implicații viitoare

Autorii concluzionează că structura de co-abundență bacteriană este influențată semnificativ de vârstă, sex, fumat și IMC, iar aceste efecte sunt mediate printr-un număr limitat de familii bacteriene pivot, care funcționează ca noduri centrale în rețeaua microbiomului.

Majoritatea interacțiunilor observate s-au produs între genuri aparținând unor familii diferite, sugerând o reconfigurare globală a ecosistemului intestinal mai degrabă decât modificări izolate în cadrul unei singure familii.

În plus, metodologia MANOCCA se dovedește un instrument promițător pentru:

dezvoltarea de modele predictive în studiile microbiomice;
identificarea de rețele bacteriene sensibile la factori de mediu;
evaluarea efectelor cumulative ale dietelor și obiceiurilor de viață asupra interacțiunilor microbiene.

Totuși, autorii subliniază că metoda necesită eşantioane mari (peste 100 de participanţi) pentru a oferi rezultate robuste și că nu modelează explicit natura compozițională a datelor microbiomice, aspect ce va necesita optimizări viitoare.

Data actualizare: 10-11-2025 | creare: 10-11-2025 | Vizite: 122

Bibliografie

Boetto C, Romero VB, Henches L, et al. (2025). The influence of environment on bacterial co-abundance in the gut microbiomes of healthy human individuals. Communications Biology, 8(1), 1537. DOI: 10.1038/s42003-025-08895-y, https://www.nature.com/articles/s42003-025-08895-y

Sursă imagine: https://www.freepik.com/free-vector/hand-drawn-probiotics-prebiotics-illustration_58420882.htm

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Experții trasează calea pentru a aduce știința microbiomului în îngrijirea clinică de rutină

Studiul publicat în jurnalul Cell sintetizează progresele majore în domeniul microbiomului intestinal ...

Compușii naturali din microbiomul intestinal ar putea fi folosiți pentru tratamentul inflamației

Cercetările anterioare au demonstrat corelația dintre bacteriile intestinale umane și fiziologia gazdei, mediat�...

Curcumina în tratamentul indigestiei / dispepsiei funcționale

Scopul studiului a fost de a compara eficacitatea curcuminei cu cea a omeprazolului în îmbunătățirea simptomel...

Microsfere bacteriene magnetice pentru detectarea rapidă și noninvazivă a sângerărilor intestinale
Frica influențează puternic percepția durerii la pacienții cu boli inflamatorii intestinale
Apărarea antivirală reglează funcția intestinală și sănătatea generală a intestinului
Importanța menținerii integrității microbiotei intestinale în timpul dezvoltării timpurii

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Microbiomul intestinal - ce trebuie să știi

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Tratamentele cu antibiotice cresc foarte mult riscul de boală inflamatorie intestinală (boală Crohn și Colită ulcerativă)

Într-un studiu recent (2023) publicat în Gut, cercetătorii au evaluat impactul utilizării antibiotice asupra ri...

Astmul la copii - influențat atât de microbiomul intestinal cât și de genotipul 17q12-21

Astmul la copii este o afecțiune care poate fi influențată de diferite tipuri de factori. Acestea includ starea ...

Declinul cognitiv ar putea fi prevenit cu ajutorul microbiomului intestinal

Un studiu recent sugerează că microbiomul intestinal joacă un rol cheie în sănătatea creierului. Studiul, rea...

Legatură strânsă între microbiomul intestinal și boala Parkinson

Meditația poate influența microbiomul intestinal

Interacțiunile imunologice între astm, obezitate și microbiom

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum