Alla scoperta del micobiota intestinale!

Il microbioma umano si riferisce a tutta la comunità microbica (cioè batteri, archea, virus e funghi) e ai loro genomi. Tuttavia, nonostante una considerevole valutazione della comunità batterica, molto meno si sa riguardo alla comunità fungina nota nello specifico come micobiota.

 

La maggior parte degli studi si è concentrato esclusivamente sulla componente batterica del microbiota umano, il dominio dominante, trascurando funghi e altri regni in minoranza. Lo studio del micobiota, che come già detto si riferisce alla vasta gamma di specie fungine, è relativamente nuovo ed è un campo in rapido progresso. Studi che hanno caratterizzato il micobiota si sono concentrati su vari siti anatomici tra cui il pelle, polmoni, cavità orale e tratto gastrointestinale ma, sebbene la flora batterica in tutti questi siti sia stata sequenziata, la flora intestinale è di gran lunga la più studiata. Il più alto carico di cellule fungine nell’intestino rispetto ad altre nicchie corporee, rende il micobioma intestinale un’importante area di studio.

I progressi nelle metodiche di ricerca, nelle tecnologie di sequenziamento e nell’analisi bioinformatica, permettono di indagare la struttura e la funzione delle comunità microbiche associate al corpo umano, in soggetti sani e malati. Il ruolo essenziale del microbiota nell’omeostasi dell’ospite, comprese le funzioni metaboliche e immunitarie, è ora ben dimostrato, così come il suo coinvolgimento nella fisiopatologia dei disturbi digestivi ed extra-digestivi. Metodiche innovative, come il sequenziamento NGS (Next-Generation Sequencing), hanno permesso ai ricercatori di far luce sull’identità dei nostri commensali fungini e determinare il loro ruolo nella salute umana. Infatti, considerando che alcune delle specie fungine non sono coltivabili, si sono adottate tecniche molecolari che rilevano i microbi senza necessità di coltivazione. La regione ITS è stata considerata un marcatore universale per l’identificazione della comunità fungina e i dati di sequenziamento ITS2 (Sequenziamento Internal Transcription Spacer 2) hanno fornito indicazioni importanti.

Studi molecolari sul micobioma intestinale mostrano che l‘Ascomycota phylum (inclusa Candida spp., Cladosporium spp. e Saccharomyces cerevisiae) e il Basidiomycota phylum (compresi Cryptococcus spp., Filobasidium spp.Malassezzia spp.), sono i più diffusi. Generi fungini comunemente rilevati includono inoltre: Fusarium, Debaromyces, Penicillium, Galactomyces, Pichia, Cladosporium, Aspergillus, Cryptococcus, Trichosporon e Cyberlindnera. Molti funghi patogeni sono “pathobionts” ovvero non causano danni in condizioni normali, ma hanno un potenziale patogeno (ad esempio, Candida albicans causa la candidosi sistemica in pazienti immunocompromessi ma è presente normalmente nella microflora intestinale).
Il tratto gastrointestinale, che si estende dalla cavità orale all’ano, ospita la più grande e varia popolazione di microrganismi presenti nel corpo umano (TheHuman Microbiome Project Consortium, 2012; Lloyd-Price et al., 2017). Diversi studi e recensioni hanno dettagliato l’importanza dei funghi nell’intestino umano e hanno sottolineato la necessità di una più completa caratterizzazione del micobioma intestinale. La diversità del micobioma umano è stata dimostrata essere abbastanza variabile tra individui e siti anatomici e non resta invariato nel tempo, nonostante diverse specie di funghi persistano. È importante sottolineate che, sebbene onnipresente, è ampiamente riconosciuto che il micobioma mostri meno diversità e sia meno abbondante rispetto la sua controparte batterica.

 

Da cosa è influenzata la composizione fungina?

Non possiamo escludere la possibilità che il rilevamento di alcuni funghi nelle feci, possa indicare un’esposizione regolare a questi organismi attraverso contatto ambientale o dieta. I funghi sono presenti nell’ambiente e sono noti partecipare a processi naturali e industriali tra cui produzione di antibiotici, pane, formaggio e alcolici, detriti naturali in decomposizione e rifornimento di sostanze nutritive alle piante nel suolo, pertanto non è sorprendente che compongano anche il microbioma umano.
La composizione fungina della flora intestinale è influenzata da diversi fattori come: l’età, il sesso, la genetica dell’ospite, l’immunità dell’ospite, i farmaci (ad es. antibiotici o antimicotici), lo stile di vita come l’esercizio fisico, la dieta, l’igiene e l’occupazione, così come il microbioma batterico influisce anche sul micobioma attraverso interazioni tra regni. La dieta in particolare rappresenta un fattore importante. Molti funghi sono di origine alimentare, trovati in animali comunemente consumati e quindi in caso di ingestione risultano colonizzatori transitori che si pensa modellino il micobioma intestinale. L’abbondanza di Candida ad esempio è stato dimostrato essere correlata positivamente con il consumo di carboidrati e negativamente con il consumo di aminoacidi, proteine e acidi grassi. Aspergillus spp. è stato dimostrato essere correlato negativamente con il consumo di acidi grassi a catena corta. La modalità dietetica è un fattore cruciale che influenza la composizione fungina intestinale che è infatti risultata essere diversa tra individui con differenti schemi dietetici. Inoltre, differenze sono state trovate anche tra individui obesi e non obesi. Sono necessarie, in ogni caso, ulteriori ricerche per esplorare l’importanza dei fattori che possono influenzare il micobiota.

 

Micobioma e malattia
Le comunità fungine mostrano sorprendentemente una variazione significativa tra i diversi habitat del corpo e con cambiamenti nello stato di malattia rispetto allo stato sano. Il nostro micobioma lavora in sinergia con il microbioma; batteri, funghi, virus o archea collaborano e si relazionano attivamente tra di loro. Recenti scoperte supportano l’idea che esista un’associazione tra microrganismi batterici e fungini nell’intestino, e le associazioni funghi-ospite e batteri-funghi sono fondamentali per la salute dell’ospite. È stato dimostrato che modifiche al micobioma giocano ruoli fondamentali nella modulazione della risposta immunitaria dell’ospite, nella progressione della malattia, nel mantenimento delle strutture microbiche della popolazione, nonché nel funzionamento metabolico dell’ospite. Prove crescenti hanno dimostrato il ruolo indiscutibile dei componenti fungini nel guidare la patogenesi di varie malattie metaboliche. Su 5,1 milioni di diverse specie di funghi nel mondo, circa 300 causano regolarmente malattie nell’uomo. Questi funghi, relativamente pochi, sono responsabili di milioni di infezioni ogni anno, da infezioni superficiali di pelle e unghie, a infezioni invasive dei polmoni, sangue, e cervello. Inoltre, specifici funghi possiedono la capacità di modulare la risposta immunitaria dell’ospite e ciò potrebbe essere un fattore di rischio per i disturbi immunologici osservati in soggetti geneticamente sensibili. È quindi importante approfondire la conoscenza del micobioma intestinale umano sano per consentire un’ulteriore comprensione del contributo che ha sulla salute umana e sulla progressione di alcune malattie.

I funghi sono stati implicati nell’esacerbazione di diverse malattie umane, tra cui ad esempio la malattia infiammatoria intestinale (IBD), il carcinoma del colon-retto, l’artrite reumatoide, la psoriasi, il lupus eritematoso e le infezioni da virus dell’epatite B. Direttamente o indirettamente, il microbioma intestinale può avere anche un ruolo nella patogenesi di una varietà di malattie neurologiche; la complessa relazione tra il microbioma intestinale e il sistema nervoso centrale è stato definito l’asse microbiota-cervello.

La confermata presenza di funghi come parte del microbioma umano, nonché il loro potenziale ruolo sullo stato di salute e di malattia, evidenzia la necessità di caratterizzare il micobioma umano più profondamente. Stretta è l’interazione tra i batteri e funghi ed è essenziale per mantenere l’equilibrio microbico nell’intestino umano.

Le interazioni con il micobiota
Funghi e batteri possono interagire su più livelli e le interazioni possono essere agoniste o antagoniste. Inoltre il micobioma influenza l’ospite ma accade anche il contrario. Recenti sviluppi suggeriscono che, sebbene il microbioma e il micobioma abbiano un impatto sull’ospite influenzandosi a vicenda, l’ospite avrà anche esso un impatto sull’omeostasi di queste specie attraverso la produzione di metaboliti e altri fattori più specifici. All’interno dell’ecosistema ogni specie produrrà intermedi metabolici, molecole e tossine che si accumuleranno e avranno un impatto sulla fisiologia di altri membri della comunità. Gli approcci metabolici confermano che la crescita all’interno di una comunità risulta in alterazioni del metaboloma globale che dipendono dalle specie presenti.
Le comunità polimicrobiche comportano la produzione di nuovi metaboliti secondari come risultato dell’azione di più specie in una catena di eventi, che può offrire un significato clinico. Le interazioni fungine-batteriche possono influenzare la struttura della comunità con riarrangiamenti spaziali e vi sono anche prove crescenti che promuovono la presenza di funghi nelle comunità multi-specie di resistenza antimicrobica. Da tali interazioni viene tratto reciproco vantaggio, così che i funghi possono rafforzare i loro determinanti di virulenza, ad esempio aumentare la capacità di invadere l’ospite attraverso l’induzione e la produzione di enzimi extracellulari, e nel frattempo, i batteri possono beneficiarne aumentando la loro resistenza al trattamento antimicrobico. Si osserva che l’interazione tra batteri e funghi commensali, è un atto di bilanciamento: quando il microbioma viene interrotto, gli elementi normalmente commensali nel micobioma potrebbero diventare patogeni.
Una componente chiave di queste interazioni, sono tra funghi e sistema immunitario innato e adattivo dell’ospite. La presenza del micobioma può dare risposte protettive innate più forti a tutti i microbi. Se ce ne sono resta da determinare la specificità di questa risposta.

La capacità di modellare le interazioni tra ospite, micobioma e metaboloma sarà uno strumento estremamente potente nel determinare il ruolo delle interazioni ospite-micobioma in entrambe le condizioni di salute e malattia.

 

Anche se la componente fungina è una parte limitata dell’ecosistema intestinale, è un essenziale giocatore del microbioma umano. Il crescente interesse per il micobioma intestinale e la sua disbiosi (alterazione nella composizione), è guidato da dati recenti a supporto delle sue interazioni con l’ospite e del suo contributo alle funzioni fisiologiche e all’omeostasi per tutta la vita dell’ospite. L’obiettivo finale sarà soprattutto determinare nuove terapie.

 

 

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