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Svelare la misteriosa funzione del microbioma
Che funzione svolge il tuo microbioma nella tua salute? La risposta è ancora un mistero, ma l'evidenza scientifica emergente suggerisce che potrebbe avere implicazioni per il trattamento di molte malattie croniche. Una nuova classe di farmaci per il microbioma in via di sviluppo potrebbe alla fine essere efficace contro una serie di disturbi difficili da trattare, inclusi problemi gastrointestinali, metabolici, immunologici e persino neurologici.
Il microbioma è un complesso ecosistema di microbi che vivono dentro e tra le cellule del tuo corpo. Consiste di comunità distinte a seconda di dove vivono nel corpo. La comunità di microbi nella tua bocca, ad esempio, è diversa nella composizione da quella nel tuo intestino. I cambiamenti nella composizione del microbioma, ad esempio quando i ceppi patogeni invadono ed espellono quelli buoni, sono stati correlati con molte malattie.
La maggior parte dei farmaci iniziali in fase di sviluppo sono mirati al microbioma intestinale, il che è dovuto a una combinazione della sua importanza per le malattie chiave e la facilità di campionamento, afferma Pietro Di Laura , CEO di Second Genome con sede a San Francisco. Le biopsie tissutali effettuate durante le colonscopie e i campioni fecali sono ricche fonti di informazioni sulle differenze tra i microbiomi di persone sane e malate.
Una micrografia elettronica di un batterio intestinale probiotico, o buono, chiamato Bifidobatterio brevis .
Alcune aziende, guidate da Seres Therapeutics , stanno sviluppando e testando farmaci a base di microbi . L'idea è che l'aggiunta di specie e ceppi di microbi scelti con cura possa ripristinare l'ecologia sana del microbioma intestinale, in modo simile al modo in cui si ritiene che funzionino i trapianti fecali.
Ma DiLaura afferma che non è ancora chiaro se i cambiamenti nella composizione del microbioma correlati alla malattia stiano guidando quella malattia o ne siano l'effetto. Ecco perché Second Genome si concentra non solo sulla composizione del microbioma nelle persone sane e malate, ma anche sulla sua funzione, dice. Il suo primo farmaco, che è in sperimentazione clinica di fase I negli Stati Uniti, è per la malattia infiammatoria intestinale, una condizione a volte pericolosa per la vita caratterizzata dall'infiammazione del rivestimento intestinale o di altre parti del tratto gastrointestinale.
Per comprendere meglio la funzione del microbioma, gli scienziati dell'azienda stanno studiando il dialogo tra i microbi e il loro ospite umano. In alcune condizioni croniche come la malattia infiammatoria intestinale, c'è una sorta di dialogo incrociato tra il microbioma e l'ospite che persiste, afferma DiLaura. Second Genome mira a districare quel discorso incrociato.
In particolare, stiamo esaminando le cose che i batteri secernono: le proteine, i peptidi e i metaboliti prodotti dai batteri, afferma DiLaura. Sequenziando le informazioni genomiche dalla comunità di batteri nelle biopsie tissutali di persone malate e sane, gli scienziati dell'azienda possono determinare i componenti del dialogo tra microbioma e ospite, aiutandoli a ipotizzare cosa sta succedendo nella malattia, dice. Usano tecniche come l'apprendimento automatico per analizzare terabyte di dati di sequenziamento e identificare molecole che potrebbero essere terapeutiche, quindi valutare quelle molecole candidate in laboratorio.
Il primo farmaco di Second Genome impedisce a una specifica molecola di legarsi a un recettore sulla superficie delle cellule che rivestono l'intestino. L'ipotesi è che bloccherà l'infiammazione che porta alla malattia infiammatoria intestinale.
Una sfida chiave per cogliere le differenze funzionali tra i microbiomi dei tessuti infiammati e sani è decifrare l'interazione tra i batteri rilevanti, afferma Marco Claesson , microbiologo presso il Istituto per il microbioma APC in Irlanda. In che modo interagiscono i diversi ceppi e in che modo è diverso nelle persone sane rispetto a quelle con malattie infiammatorie intestinali? È molto più facile utilizzare il sequenziamento genomico per chiarire quali ceppi sono presenti nella comunità piuttosto che indagare sulla funzione collettiva della comunità, afferma Claesson, che è nel mezzo di una collaborazione di ricerca in corso con Second Genome.
Second Genome sta anche perseguendo terapie basate sul microbioma per il diabete, che richiede un processo di scoperta simile a quello per le malattie infiammatorie intestinali, afferma DiLaura. In che modo la composizione e la funzione del microbioma sono diverse nelle persone con diabete? DiLaura afferma che i futuri farmaci per il microbioma potrebbero essere usati contro i disturbi delle vie aeree e persino le malattie del sistema nervoso centrale.
Molti fattori entrano in questi disturbi. Ma il microbioma sta chiaramente giocando un ruolo e dobbiamo arrivare a una migliore comprensione meccanicistica di come il microbioma e l'ospite stanno lavorando insieme, afferma DiLaura.