I batteri colonizzano tutti gli habitat naturali ed il loro numero è di gran lunga superiore al numero di tutti gli altri organismi viventi presenti sulla Terra. Pur essendo stati storicamente associati a diverse patologie quando entrano in contatto con l’uomo, solo poche specie sono dannose per l’ospite mentre la maggioranza di essi ha un ruolo benefico per la salute sia dell’ambiente che degli organismi viventi che colonizzano. Tra le popolazioni microbiche che colonizzano il nostro organismo, quella intestinale (Microbiota intestinale) è la più vasta e complessa ed ha un ruolo di fondamentale importanza per la salute dell’ospite.

Numerosi esperimenti di laboratorio dimostrano che la presenza del microbiota garantisce un corretto sviluppo del sistema immunitario, l’assorbimento dei nutrienti ed una maggiore resistenza alle infezioni. È noto, inoltre, che numerose patologie, come la colite ulcerosa, la malattia di Chron, l’obesità, il diabete, l’autismo, il Parkinson, sono correlate con alterazioni della composizione del microbiota e, pertanto, riequilibrare il microbiota, è oggi considerata una possibile modalità di intervento che può contribuire al trattamento di diverse patologie.

Lo studio di Valentina Barrella, dottoranda dello Spoke 6 del Tavolo 3 Biotechnology del National Biodiversity Future Center (NBFC), ha dimostrato che la somministrazione di cellule e spore di Shouchella clausii (S. clausii) in un modello animale di ratti giovani è in grado di proteggere l’organismo dai danni indotti da una dieta ricca in fruttosio.

È noto che nei paesi industrializzati sia forte l’incidenza di malattie metaboliche associate alle cattive abitudini alimentari, come il consumo di bibite zuccherate e cibi ultra-processati. Tali alimenti, consumati spesso in abbondanza da parte dei giovani, contengono elevate quantità di fruttosio.

Il fruttosio è un monosaccaride conosciuto come “zucchero della frutta” e tale definizione maschera gli effetti deleteri che questo può causare se consumato in eccesso. È noto, infatti, che a differenza del glucosio, il metabolismo del fruttosio non è soggetto ad un sistema di regolazione, pertanto un consumo smodato di alimenti arricchiti dal fruttosio può provocare un accumulo dei suoi metaboliti inducendo stress ossidativo e infiammazione di diversi organi, aumento di grasso ectopico e favorire l’insorgenza della sindrome metabolica. Un altro aspetto significativo è l’effetto del fruttosio sulla variazione della composizione del microbiota. È stato dimostrato che nei soggetti che si alimentano con una dieta ricca in fruttosio si assiste ad un arricchimento di ceppi batterici dannosi che, in presenza di un aumento di permeabilità intestinale, aggravano lo stato infiammatorio dell’organismo.

Lo studio oggetto di questo articolo nasce da una collaborazione tra due gruppi di ricerca attivi nello Spoke 6 del Tavolo 3 Biotechnology del NBFC, quello della Prof.ssa Baccigalupi, da anni interessata all’isolamento e la caratterizzazione di ceppi batterici probiotici, e quello della Prof.ssa Iossa che si interessa degli effetti metabolici indotti da diete ricche in fruttosio e/o di grassi. Lo studio ha permesso di valutare se la somministrazione di un ceppo batterico probiotico fosse in grado di proteggere l’animale dall’insorgenza dei sintomi della sindrome metabolica indotta da una dieta ricca in fruttosio. Il ceppo batterico oggetto di questo studio proviene da una collezione di microrganismi direttamente isolati da campioni intestinali umani. I risultati ottenuti e recentemente pubblicati sulla rivista Journal of Nutritional Biochemistry (https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2024.109706) confermano che il trattamento di ratti giovani alimentati per sei settimane con una dieta ricca in fruttosio causa l’aumento della permeabilità intestinale, infiammazione e stress ossidativo. Lo stato di infiammazione si estende inoltre anche al plasma portale, lasciando presagire anche un coinvolgimento da parte del fegato. Se la dieta ricca in fruttosio veniva somministrata in concomitanza ad una dose quotidiana del ceppo batterico probiotico (S. clausii) tutte le alterazioni indotte dalla dieta ricca in fruttosio venivano prevenute. Inoltre la somministrazione di spore del probiotico riesce parzialmente a ripristinare uno stato di equilibrio del microbiota intestinale, il che coadiuva tutti gli altri effetti che questo ceppo probiotico esercita.

L’effetto delle spore di S. clausii è stato ulteriormente approfondito in uno studio presentato alla XXIII edizione del congresso della Federazione delle Società di Fisiologia Europee (FEPS), tenutosi a Granada nel mese di Settembre 2024. In questa occasione la Dott.ssa Valentina Barrella ha presentato un poster che riportava ulteriori promettenti risultati, evidenziando la capacità del probiotico di attenuare gli effetti deleteri del fruttosio che si estendono anche ad organi periferici e metabolicamente attivi, quali muscolo e fegato.

Questo studio rientra in uno degli obiettivi del National Biodiversity Future Center, finanziato dal PNRR – Next Generation EU, volto alla caratterizzazione della biodiversità microbica associata a nicchie naturali ed alla identificazione di microrganismi benefici per la salute umana ed ambientale.