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Nov 10, 2023

Il microbiota intestinale come sistema antiossidante nei centenari è associato ad elevate attività antiossidanti dell’intestino

npj Biofilms and Microbiomes volume 8, Numero articolo: 102 (2022) Cita questo articolo 11k Accessi 6 Citazioni 67 Dettagli metriche altmetriche Il microbiota intestinale svolge un ruolo importante nella salute umana e

npj Biofilm e microbiomi volume 8, numero articolo: 102 (2022) Citare questo articolo

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Il microbiota intestinale svolge un ruolo importante nella salute umana e nella longevità, e il microbiota intestinale dei centenari mostra caratteristiche uniche. Al giorno d’oggi, la maggior parte della ricerca microbica sulla longevità è solitamente limitata al livello bioinformatico, mancando informazioni validanti sulla coltura di microrganismi funzionali. Qui, abbiamo combinato il sequenziamento metagenomico e la coltura in vitro su larga scala per rivelare la struttura microbica intestinale unica della città della longevità del mondo: Jiaoling, Cina, centenari e persone di età diverse. I ceppi funzionali sono stati isolati e sottoposti a screening in vitro, mentre la possibile relazione tra microbi intestinali e longevità è stata esplorata e convalidata in vivo. Allo studio hanno partecipato 247 nativi cantonesi sani di diverse età, tra cui 18 centenari. Rispetto ai giovani adulti, il microbiota intestinale dei centenari mostra una maggiore diversità microbica, biodegradazione e metabolismo degli xenobiotici, ossidoriduttasi e più specie (i potenziali probiotici Lactobacillus, Akkermansia, il metanogeno Methanobrevibacter, i membri produttori di butirrato intestinale Roseburia e le specie produttrici di SCFA uncl Clostridiales, uncl Ruminococcaceae) noto per essere benefico per il metabolismo dell'ospite. Queste specie cambiano costantemente con l'età. Abbiamo anche isolato 2055 ceppi da questi campioni mediante coltura in vitro su larga scala, la maggior parte dei quali sono stati rilevati mediante metagenomica, con chiara complementarità tra i due approcci. Abbiamo anche selezionato un Lactobacillus residente nell’intestino correlato all’età con diritti di proprietà intellettuale indipendenti e il suo metabolita (acido L-ascorbico) e di per sé hanno buoni effetti antiossidanti. I nostri risultati sottolineano l’esistenza di traiettorie legate all’età nel microbiota intestinale umano e che il microbiota intestinale distinto e i residenti nell’intestino come sistemi antiossidanti possono contribuire alla salute e alla longevità.

L’invecchiamento della popolazione è un problema crescente che il mondo di oggi deve affrontare e come prolungare la vita e mantenere un invecchiamento in buona salute sta diventando un punto focale. L'invecchiamento è un processo complesso e gli scienziati di tutto il mondo stanno lavorando duramente per esplorare i meccanismi sottostanti dell'invecchiamento e cercare di ritardarlo identificando i fattori chiave che potrebbero regolarlo1,2. L’invecchiamento è legato a una varietà di fattori, tra cui la genetica e l’ambiente, con fattori genetici che rappresentano il 25-30% e fattori ambientali che rappresentano il 70-75%3,4. Tra i vari fattori ambientali, il microbiota intestinale è strettamente correlato alla salute umana e alla longevità5,6,7,8 e, pertanto, il microbiota intestinale emerge come un possibile bersaglio terapeutico per l’invecchiamento e può fornire nuove strategie per raggiungere un invecchiamento sano9.

Esperimenti su vari modelli animali hanno dimostrato che il microbiota intestinale svolge un ruolo importante nella regolazione della longevità dell’ospite. Utilizzando un organismo modello, il killifish turchese africano (Nothobranchius furzeri), un vertebrato naturalmente dalla vita breve, la ricolonizzazione dell’intestino di individui di mezza età con batteri provenienti da giovani donatori prolunga la durata della vita e ritarda il declino comportamentale, suggerendo che il microbiota intestinale gioca un ruolo chiave nella regolazione della durata della vita dei vertebrati10. L’intestino della Drosophila è il modello di scelta per lo studio della fisiopatologia dell’intestino umano grazie alla semplicità del microbiota e alla sua somiglianza fisiologica con l’intestino dei mammiferi. Gli studi hanno dimostrato che i metaboliti di derivazione microbica, quando convertiti dagli enzimi dell'ospite, possono influenzare il turnover delle cellule epiteliali e la longevità dell'ospite11. La talpa nuda (Heterocephalus glaber) è un modello eccellente per studiare la biologia dell'invecchiamento sano e della longevità. Per la prima volta, gli scienziati hanno confrontato l’ecosistema microbico intestinale dei ratti talpa nudi con quello degli esseri umani e di altri mammiferi e hanno scoperto alcune caratteristiche compositive del microbioma intestinale condiviso con gli ecosistemi microbici intestinali umani dei centenari e dei cacciatori-raccoglitori Hadza. Questi dati confermano l’importanza dell’ecosistema microbico intestinale come partner adattativo per la biologia e la salute dei mammiferi12. Negli insetti sociali come le api, lo stesso genotipo può mostrare differenze estreme nella durata della vita. L’invecchiamento del microbiota intestinale delle api (operaie) a vita breve produce proteobatteri e impoverisce lattobacilli e bifidobatteri. Al contrario, le api mellifere (regine) longeve mantengono una funzione cellulare giovanile con un’espressione molto più bassa dei geni dello stress ossidativo, fornendo una prospettiva unica sulla successione microbica legata all’età13.