Una tecnica innovativa tiene traccia dei nutrienti del latte umano nel microbioma intestinale infantile

Un nuovo studio sui topi aiuta a spiegare perché i microbiomi intestinali dei bambini allattati al seno possono differire notevolmente da quelli dei bambini allattati con latte artificiale.

Lo studio, "La sfingina alimentare viene assimilata selettivamente dai membri del microbioma intestinale dei mammiferi, " è stato pubblicato nel mese di luglio nel Giornale di ricerca sui lipidi.

Sfinganina dal latte Johnson Lab/Fornito Una nuova tecnica consente ai ricercatori di monitorare nutrienti specifici man mano che vengono assorbiti dai microbi intestinali nel tratto digestivo di un topo. L'immagine mostra alcuni microbi (rosso) che assorbono un nutriente comune nel latte umano chiamato sfinganina; i microbi blu non l'hanno assorbito.

Il documento descrive una tecnica innovativa sviluppata alla Cornell per tracciare il destino dei metaboliti - nutrienti formati o necessari per il metabolismo - attraverso il tratto digestivo di un topo e identificare come interagiscono con specifici microbi intestinali.

"Pensiamo che i metodi siano espandibili a molti diversi sistemi di microbioma, " ha detto l'autore senior Elizabeth Johnson, assistente professore di scienze nutrizionali presso il College of Agriculture and Life Sciences. Ha notato che i ricercatori che studiano gli effetti di una dieta ricca di grassi rispetto a una dieta povera di grassi, o una dieta cheto, potrebbe utilizzare la tecnica per tracciare i metaboliti.

La metodologia potrebbe rivelare come metaboliti specifici promuovono batteri specifici. Ciò potrebbe consentire ai nutrizionisti di prescrivere che i pazienti mangino alimenti contenenti metaboliti specifici per modificare intenzionalmente la composizione dei loro microbiomi, ha detto Johnson.

Il latte umano e molti altri alimenti contengono una classe di metaboliti lipidici chiamati sfingolipidi. Ricerche precedenti hanno suggerito che questi metaboliti aiutano a modellare il microbioma di un bambino, ma non si sapeva se effettivamente interagissero con il microbioma.

Lo studio ha identificato due tipi di microbi intestinali, Bacteroides e Bifidobacterium, che utilizzano gli sfingolipidi per il proprio metabolismo.

Sebbene si sappia molto poco sui ruoli specifici dei microbi intestinali nella salute umana, I batterioidi sono stati implicati in effetti sia benefici che non benefici, a seconda del contesto. Sono generalmente associati ai microbiomi di neonati sani allattati al seno. Bifidobatterio, mostrato per la prima volta in questo studio per elaborare gli sfingolipidi alimentari, sono considerati i batteri benefici per eccellenza, comprende fino al 95% del microbioma dei neonati allattati al seno.

Sono anche un probiotico da banco molto popolare.

Il nostro laboratorio è molto interessato a come la dieta interagisce con il microbioma per capire davvero come puoi modularlo al meglio per avere effetti positivi sulla salute. In questo studio, abbiamo potuto vedere che sì, questi lipidi alimentari che sono una parte importante delle diete dei bambini [allattati al seno], interagiscono in modo abbastanza robusto con il microbioma intestinale".

Elisabetta Johnson, Professore Associato di Scienze della Nutrizione, Facoltà di Agraria e Scienze della Vita

Gli sfingolipidi provengono da tre fonti principali:dieta; batteri che possono produrli; e la maggior parte dei tessuti ospiti.

Johnson, insieme al primo autore Min-Ting Lee, uno studente di dottorato, e Henry Le, un ricercatore post-dottorato, sia nel laboratorio di Johnson, ha creato una tecnica per tracciare in modo specifico gli sfingolipidi alimentari mentre passavano attraverso l'intestino del topo.

"Abbiamo sintetizzato su misura lo sfingolipide che abbiamo aggiunto alla dieta, "Ha detto Johnson. "È quasi identico a quelli derivati ​​​​dal latte materno, ma con una piccola etichetta chimica in modo da poter tracciare la posizione dello sfingolipide una volta che è stato ingerito dai topi".

Lee ha quindi utilizzato un'etichetta fluorescente attaccata a cellule o microbi che hanno assorbito il lipide etichettato, tale che tutti i batteri che avevano assorbito gli sfingolipidi si illuminavano di rosso. I microbi dei microbiomi dei topi sono stati quindi isolati e analizzati. Le popolazioni con microbi rossi sono state separate dalle altre, e questi sono stati poi sequenziati geneticamente per identificare le specie di batteri.

Con ulteriori indagini, Le è stato in grado di identificare i metaboliti che Bacteroides e Bifidobacterium producono quando esposti a sfingolipidi alimentari. Sono in corso ulteriori indagini per determinare se questi metaboliti prodotti microbicamente siano benefici per la salute dei bambini.

• Meccanismo di invecchiamento dei cani e prestazioni della memoria legate alla composizione del microbioma intestinale
• Il profilo anticorpale unico differenzia le persone con sensibilità al glutine non celiaca