I batteri intestinali utilizzano compartimenti specializzati per prosperare con diete ad alto contenuto di grassi

Le diete ad alto contenuto di grassi rimodellano profondamente il microbiota intestinale, favorendo spesso l'espansione di <i>Bilophila wadsworthia</i>, un batterio solfato-riduttore associato all'infiammazione e alla disfunzione metabolica. Nonostante la sua rilevanza clinica, i meccanismi genetici che consentono a <i>B. wadsworthia</i> di prosperare in condizioni di dieta ad alto contenuto di grassi erano ancora poco compresi.

I ricercatori hanno utilizzato un innovativo approccio di screening su scala genomica denominato TraDIS (Transposon-Directed Insertional Sequencing) per identificare i geni essenziali alla colonizzazione intestinale da parte di <i>B. wadsworthia</i>. Hanno creato librerie di mutanti del batterio e le hanno introdotte in topi germ-free alimentati con diete ad alto contenuto di grassi, sia da soli che in associazione con un consorzio microbico intestinale umano semplificato (SIHUMI).

Lo studio ha identificato 34 geni cruciali per una colonizzazione intestinale efficace, tra cui due sistemi chiave: i microcompartimenti batterici (BMC), che consentono un metabolismo efficiente della taurina, e un complesso specializzato NADH deidrogenasi (hdrABC-flxABCD) per la produzione anaerobica di energia. Questi sistemi permettono a <i>B. wadsworthia</i> di metabolizzare composti derivati dall'ospite come la taurina e l'isetiionato, producendo come sottoprodotti idrogeno solforato, acetato ed etanolo.

È interessante notare che <i>B. wadsworthia</i> ha dimostrato una notevole flessibilità metabolica, essendo in grado sia di produrre che di consumare etanolo a seconda dei nutrienti disponibili. In colonizzazione singola, il batterio raggiungeva abbondanze più elevate e produceva maggiori quantità di idrogeno solforato. Tuttavia, la co-colonizzazione con altri batteri intestinali peggiorava effettivamente gli esiti di salute dell'ospite, aumentando la permeabilità intestinale, elevando le concentrazioni epatiche di etanolo e promuovendo l'infiltrazione di cellule immunitarie nel fegato.

Questi risultati mettono in discussione l'ipotesi che la sola produzione di idrogeno solforato sia alla base degli effetti patogeni di <i>B. wadsworthia</i>. La ricerca suggerisce invece che le interazioni microbiche e l'adattabilità metabolica — incluso l'utilizzo di fonti energetiche alternative come il formiato — svolgano un ruolo determinante nel definire l'impatto del batterio sulla salute dell'ospite. Questo lavoro offre nuove prospettive su come le alterazioni del microbiota intestinale indotte dalla dieta contribuiscano alle malattie metaboliche e all'infiammazione.