Un’arca di Noè per la nostra flora intestinale
Il nostro apparato digerente alberga una miriade di virus, microrganismi e batteri assolutamente indispensabili alla nostra salute. La medicina ripone enormi speranze negli studi in materia, ad esempio nel progetto di classificazione e raccolta del microbioma mondiale, per il quale la Svizzera è stata scelta come sede.
Ha decisamente molto da fare, il robot che nel laboratorio dell’Ospedale universitario di Basilea sequenzia e analizza simultaneamente il patrimonio genetico dei batteri presenti in decine e decine di campioni fecali. Le provette inviate al laboratorio provengono da turisti rientrati dall’India.
“Riceviamo campioni da tutto il mondo”, ci informa Adrian Egli. Il medico è a capo del dipartimento di batteriologia clinica e micologia (studio dei funghi) e attualmente sta conducendo i primi test per il progetto internazionale di ricerca “The Microbiota Vault”Collegamento esterno (in italiano: il tesoro del microbiota).
Si tratta, in parole povere, di catalogare il microbioma mondiale, vale a dire tutti i microrganismi, in una specie di archivio e conservarlo per i posteri. Gli esseri umani sono al centro di questo progetto poiché la nostra flora intestinale ha un enorme influsso sulla nostra salute, sia essa fisica che psichica. Ma sussiste un problema: la diversità microbica è minacciata ovunque nel mondo dal processo di urbanizzazione e dai grandi cambiamenti ambientali.
Grazie ai campioni prevenienti dall’India Egli spera di capire meglio come muta la composizione batterica nel nostro intestino e qual è il nesso con la diffusione delle resistenze agli antibiotici. Dopo un viaggio in Asia, nelle provette possono proliferare anche batteri multi-resistenti agli antibiotici e pertanto pericolosi per la nostra salute.
La composizione della flora intestinale ha un forte impatto sul nostro benessere generale e permette di trarre importanti conclusioni sullo stato di salute di una persona. Un individuo adulto ospita centinaia di specie batteriche, che assieme arrivano a pesare fino a due chilogrammi e influenzano fortemente il metabolismo. Il “Microbiota Vault” si prefigge proprio di facilitare la comprensione di questi complessi meccanismi di interazione.
Visto che in un unico campione fecale si trovano miliardi di microrganismi, per il sequenziamento bastano pochi grammi. “Suddividiamo i campioni in piccole porzioni e le congeliamo”, spiega Egli. In questo modo è possibile analizzare quali siano le condizioni migliori per conservare un determinato campione.
Preservare la diversità
Con l’uscita nel 2014 del bestseller di divulgazione scientifica “Darm mit Charme” (Il fascino dell’intestino) anche fasce più ampie della popolazione hanno iniziato ad interessarsi alla tematica. Il nostro intestino è popolato da bilioni di microrganismi che non soltanto supportano la nostra digestione, ma svolgono anche una miriade di altre attività all’interno del nostro organismo. Ci aiutano ad esempio ad assimilare le vitamine e a stimolare il sistema immunitario.
Il cibo che ingeriamo viene metabolizzato tramite diverse reazioni chimiche. Secondo gli esperti, solo parti di esse avvengono direttamente nel nostro organismo, molte altre sono gestite dai microbi.
Inoltre, il sistema immunitario può svilupparsi normalmente solo se il microbiota è presente nell’intestino. Maggiore è la sua diversità, meglio è per la nostra salute. Un microbioma variato è quindi sinonimo di esseri umani e animali più sani.
Analogamente a quanto è stato fatto per le piante con lo “Svalbard Global Seed Vault”Collegamento esterno sull’isola di Spitzbergen, il progetto senza scopo di lucro “The Microbiota Vault” mira a raccogliere, catalogare e conservare l’intero microbioma che popola gli esseri umani e gli animali. Saranno inclusi anche i microbi provenienti da alimenti fermentati, a cui la medicina guarda con estremo interesse e da cui spera di ricavare spunti importanti. In particolare, le proprietà benefiche della flora batterica dell’acido lattico (lattobacilli) destano molto interesse.
“La diversità del microbioma è a rischio”, ammonisce Dominik Steiger, segretario dell’iniziativa “The Microbiota Vault”, che guida la fase iniziale del progetto.
Oltre a Dominik Steiger e Adrian Egli il gruppo direttivo interdisciplinare con sede in Svizzera conta altri due esperti: Pascale Vonaesch dell’Università di Losanna e Nicholas Bokulich del Politecnico federale di Zurigo.
Le ragioni che elenca sono gli sviluppi osservati nello stile di vita: l’urbanizzazione, la globalizzazione, i rapidi mutamenti delle condizioni di vita delle società indigene e la trasformazione degli ecosistemi, anche in relazione al cambiamento climatico o alla distruzione degli habitat naturali.
Altri sviluppi
Le Alpi svizzere sono stupende, ma sono anche ricche in biodiversità?
Tutto ciò contribuisce a uniformare il microbioma nel nostro intestino. “Stiamo perdendo la sua diversità proprio adesso che iniziamo a intuirne l’enorme rilevanza”, prosegue Steiger. Ecco perché è il momento di agire.
Uno scrigno per i microbi
Dello stesso avviso è anche Andrew Macpherson dell’Università di Berna. Nei suoi progetti di ricerca indaga l’interazione tra microbi ed esseri umani. Macpherson non prende parte direttamente al progetto ma conosce tutti gli attori.
“Se vogliamo correre ai ripari, il momento giusto è adesso. Ecco perché sostengo pienamente il progetto, che ho discusso sia con il gruppo che l’ha lanciato, sia con alcuni degli attuali dipendenti”, ribadisce.
“Stiamo perdendo la diversità del microbioma proprio adesso che iniziamo a capirne la rilevanza.”
Dominik Steiger, responsabile di progetto “The Microbiota Vault”
L’obiettivo è quello di conservare e catalogare la diversità del microbioma mondiale per garantirne lo studio più approfondito. Secondo Steiger è importante costituire un sistema che avvicini Paesi ricchi e Paesi poveri, “fondato sull’equità e sui benefici reciproci”.
Questo significa che non devono essere soltanto i ricercatori e le ricercatrici in Svizzera a raccogliere, sequenziare e catalogare i campioni. L’ideale sarebbe collaborare con esperti ed esperte internazionali per incrementare e integrare le raccolte già esistenti.
Steiger prosegue: “La nostra iniziativa ha la particolarità di garantire la sovranità dei depositanti locali sui loro campioni, ossia sulle collezioni consegnate e conservate da noi. Adottiamo una specie di sistema fiduciario.”
La scelta è caduta sulla Svizzera
L’idea del progetto è nata da un gruppo internazionale di ricerca del microbioma che aveva pubblicato un articolo al riguardo sulla rivista specializzata “Science”Collegamento esterno. Dopo aver commissionato uno studio di fattibilitàCollegamento esterno sulle possibili sedi, “The Microbiota Vault” ha deciso di insediarsi in Svizzera.
Steiger ci tiene tuttavia a puntualizzare che la scelta della sede non dev’essere esclusiva. Il progetto in collaborazione con ricercatori e ricercatrici della Rutgers University nel New Jersey, USA, il Politecnico federale di Zurigo (ETH), le Università di Basilea e di Losanna ha preso avvio qui da noi a fine 2021.
“Questo progetto rappresenta un’opportunità incredibile per la Svizzera.”
Adrian Egli, medico
I promotori provenienti da tutto il mondo – tra cui due premi Nobel – sono riusciti a raccogliere un milione di franchi da destinarvi. Le somme più ingenti provengono da quattro fondazioni (Fondazione Gebert Rüf, Seerave Foundation, Rockefeller Foundation, Oak Foundation).
Adrian Egli dell’Ospedale universitario di Basilea ricorda che per questi progetti si ragiona in termini temporali di decenni e quindi è particolarmente importante essere in Paesi stabili e neutrali. D’altro canto, bisogna disporre anche dei mezzi finanziari e delle possibilità di descrivere molto bene i campioni raccolti. “Questo progetto rappresenta un’opportunità incredibile per la Svizzera”, sottolinea.
In laboratorio
Nel frattempo, possiamo vedere cosa succede ad un campione pronto per essere conservato. Un’addetta apre un enorme congelatore, al suo interno la temperatura è costantemente di 80 gradi sottozero. Uno spesso strato di ghiaccio ci fa capire che i campioni sono conservati a temperature gelide. In queste condizioni è importante sapere bene quello che si fa ed essere veloci per non rischiare di danneggiare la pelle.
“Neanche i batteri possono essere congelati così come ci pare, altrimenti morirebbero”, spiega Egli. La cristallizzazione distruggerebbe la cellula. Per il “Microbiota Vault” bisogna aggiungere speciali sostanze conservanti affinché i batteri sopravvivano al processo di congelamento. Nell’attuale fase pilota del progetto questa procedura viene calibrata.
Come sono valutati gli aspetti della sicurezza e della qualità di una simile raccolta? Non c’è il rischio di contaminazioni o alterazioni durante il lungo periodo di conservazione? Secondo Egli, i campioni vanno descritti il più precisamente possibile con metodologie standard riconosciute a livello internazionale affinché non ci siano dubbi su possibili resistenze agli antibiotici o la presenza di tossine (sostanze velenose). Gli agenti patogeni pericolosi devono essere congelati separatamente.
Il sistema di qualità di “Microbiota Vault” include anche un controllo delle possibili variazioni nella composizione dei campioni conservati, visto che tali modifiche possono subentrare anche durante il processo di congelamento. Pertanto, la varietà di batteri presenti in un campione dev’essere documentata con precisione prima, e lo stesso metodo dovrebbe essere usato anche per lo scongelamento, al fine di poter determinare gli eventuali cambiamenti subentrati e osservati.
La documentazione precisa dei campioni è un elemento centrale del progetto. “È importante usare sempre la stessa terminologia, come se si trattasse di una lingua: non posso iniziare un discorso in francese e poi proseguire in tedesco”, afferma Egli.
A lungo termine, gli oltre 100’000 possibili campioni potrebbero essere collocati in un vecchio bunker dell’esercito nel cuore delle Alpi svizzere. “Occorrono molti investimenti e passeranno ancora diversi anni prima di essere pronti a partire sul serio”, conclude Egli.
Tre ricercatori dell’Università e dell’Ospedale universitario di Berna sono stati insigniti del premio Pfizer per il loro lavoro congiunto, che ha permesso di mostrare come i batteri del nostro intestino influenzino la formazione degli anticorpi.
Il premio Pfizer è uno dei più prestigiosi premi alla ricerca in medicina in Svizzera. Viene assegnato ogni anno in cinque aree distinte su proposta di commissioni scientifiche indipendenti.
(Fonte: Università di Berna)
Traduzione dal tedesco: Lorena Mombelli
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