Riassunto analitico
Dovranno passare circa quattro secoli da quando Antonie van Leeuwenhoek iniziò a studiare i microrganismi nel XVII secolo per scoprire il fiorente ecosistema di batteri, virus, archaea e lieviti che vivono su di noi e in noi, facendoci guadagnare l’aggettivo di superorganismi. Oggi, l'integrazione di tecnologie di biologia dei sistemi come la metagenomica e la metabolomica, insieme al progresso delle tecniche computazionali e statistiche ha aperto nuovi scenari nella comprensione del contributo di specifici profili microbici e del loro potenziale metabolico nella pato-fisiologia umana.
Ogni persona possiede un proprio e unico microbiota originariamente determinato dalla modalità di nascita (parto vaginale o cesareo) e di allattamento (al seno o in formula). In seguito, l’alimentazione, lo stile di vita ed altri fattori ambientali possono modificare il microbiota di un individuo. Il microbiota umano, grazie al suo patrimonio genetico pari a circa 46 milioni di geni (microbioma) svolge importanti funzioni per l'ospite, quali:
- promuove lo sviluppo e la funzionalità del sistema immunitario e neuronale;
- supporta i processi digestivi e di assimilazione dei macro e micro nutrienti;
- protegge dalla colonizzazione da parte di microrganismi patogeni;
- detossifica l’organismo da sostanze potenzialmente nocive;
- sintetizza vitamine e molte altre molecole bioattive;
- regola la motilità e il trofismo intestinale;
- modula i processi infiammatori;
- influenza i flussi ormonali.
Fattori intrinseci ed estrinseci all’uomo possono provocare alterazioni importanti di questo ecosistema, generando una condizione nota come “disbiosi”. Recenti studi scientifici hanno correlato specifiche alterazioni del microbiota all’eziopatogenesi di numerose alterazioni metaboliche, immunologiche e neurologiche (es. obesità, diabete, steatosi epatica, oncogenesi, allergie, artrite, infezioni urogenitali ricorrenti, IBD, sindrome dell’ovaio policistico, endometriosi, demenze, depressione, epilessia, dermatite atopica, ecc.).
Attraverso il test del DNA microbico intestinale è possibile avere informazioni sulla sua composizione e funzionalità, espressa come efficienza nella produzione di alcune sostanze utili o dannose per l'ospite, l’adeguatezza del microbiota rispetto ad alcune funzioni fondamentali alle quali è deputato, nonché la possibilità di evidenziare specifici profili/target microbici tipici di determinate patologie.
Questo progetto di tesi ha come obiettivo quello di indagare la possibile correlazione tra profili metagenomici del microbiota fecale e alterazioni dello stato di salute.
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Abstract
It will take about four centuries since Antonie van Leeuwenhoek began studying microorganisms in the seventeenth century to discover the thriving ecosystem of bacteria, viruses, archaea and yeasts that live within us, introducing the idea of superorganisms. Today, the integration of systems biology technologies such as metagenomics and metabolomics, together with the advancement of computational and statistical techniques have opened new frontiers in the understanding of specific microbial profiles roles and their metabolic potential in human pathophysiology.
Each person has his own unique microbiota originally determined by the type of birth (vaginal or caesarean) and breastfeeding (breast or formula milk); then, diet, lifestyle and other environmental factors can modify the microbiota. Through a genetic heritage of about 46 million genes (microbiome), the human microbiota performs fundamental functions for the host, such as:
- promotes the development and functionality of the immune and neuronal systems;
- supports the digestive processes and the assimilation of macro and micro nutrients;
- protects against pathogen colonization;
- detoxifies the body from potentially harmful substances;
- synthesizes vitamins and many other bioactive molecules;
- regulates intestinal motility and trophism;
- modulates inflammatory processes;
- influences hormonal flows.
Intrinsic and extrinsic factors to human beings can be responsible for important alterations of this ecosystem, bringing to a condition known as "dysbiosis". Recently, scientific studies have correlated specific microbiota alterations to the etiopathogenesis of many metabolic, immunological and neurological alterations (e.g., obesity, diabetes, hepatic steatosis, oncogenesis, allergies, arthritis, recurrent urogenital infections, IBD, polycystic ovary syndrome, endometriosis, dementia, depression, epilepsy, atopic dermatitis, etc.).
Through the gut microbiota DNA test, it is possible to obtain important information such as its composition and functionalities; in particular the ability to produce useful or harmful substances for the host, to execute fundamental functions for the host health and to highlight microbial profiles/targets correlated to specific pathologies.
The aim of this thesis is to investigate possible correlations between metagenomic profiles of faecal microbiota and alterations of human health.
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