STUDIO DEL MICROBIOTA / MICROBIOMA

Microbiota e Microbioma sono due termini spesso usati come sinonimi. Ma non lo sono. 
Nella maggior parte dei casi questo utilizzo “intercambiabile” non compromette la comprensione del testo, tuttavia è importante riflettere sulla profonda differenza di significato tra le due parole. 
Microbiota si riferisce a una popolazione di microrganismi che colonizza un determinato luogo. 
Il termine Microbioma invece indica la totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, ovvero i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere. 

Perché abbiamo avviato lo studio del Microbioma / Microbiota della nostra acqua.Lo scopo strategico di questo progetto di ricerca è di indagare, attraverso una metodologia innovativa (metagenomica), la diversità microbica, la composizione e la potenziale funzionalità della sorgente naturale “Bad Pedraces” in Alta Badia per la sua massima valorizzazione e per l’individuazione di nuove ed innovative terapie/prodotti. 
Grazie all’impiego della tecnologia metagenomica ed alla ricerca delle correlazioni dei diversi microbi presenti nell’acqua con specifiche patologie e caratteristiche individuali della persona, l’azienda sarà in grado di definire azioni di sviluppo di nuovi prodotti “modulabili” e quindi personalizzati per le caratteristiche specifiche della persona.
La ricerca ci permetterà di individuare gli elementi innovativi di componenti attivi da elaborare in prospettiva di nuovi brevetti di innovazione che andranno a caratterizzare un intero nuovo approccio sistemico allo sviluppo di innovative terapie/prodotti per la cura di patologie acute dermatologiche, respiratorie e muscolo scheletriche.

Il grande interesse attorno a questi temi si deve al recente sviluppo dell’analisi metagenomica. Negli ultimi vent’anni questa tecnica ha fortemente contribuito all’aumento delle ricerche su microbiota e microbioma e ha permesso di scoprire la fitta trama di interazioni tra batteri e organismi pluricellulari. 

Metagenomica: l’analisi metagenomica si basa sullo studio di un insieme di sequenze di DNA provenienti da diversi microrganismi ed è davvero utile quando alcuni microrganismi sono difficili o impossibili da coltivare. Un’analisi basata su questo approccio, prevede che si riesca ad ottenere una sorta di “progetto metagenomico” grazie al quale si possano ricavare dati su possibili interazioni tra microrganismi presenti in una comunità microbica.

Metagenomica dei profili microbici delle acque.Le matrici ambientali, come ad esempio l’acqua, rappresentano un complesso insieme di comunità microbiche. In tal senso, l’analisi metagenomica ha permesso di fare grandi passi avanti: senza più la necessità di coltivare la singola specie in laboratorio, il campionamento diretto e il sequenziamento hanno fornito dati dapprima sconosciuti. Basti pensare che, grazie al sequenziamento di seconda generazione, è emerso che l’ampio uso di antibiotici ha portato alla nascita diffusa di batteri resistenti agli stessi (ARB) e che i geni resistenti agli antibiotici (ARG) sono diventati un inquinante ambientale emergente. Questi ARG ambientali, possono trasferirsi tra i batteri attraverso il trasferimento genico orizzontale (HGT) tramite coniugazione, trasduzione o trasformazione. Una volta che i batteri patogeni ottengono resistenza agli antibiotici, diventano una grave minaccia per la salute umana. 

Pertanto, lo studio metagenomico ci aiuterà a definire possibili percorsi di sviluppo per nuove terapie/prodotti innovative in grado di dare una risposta efficace a patologie acute di vario tipo.

Il microbioma delle sorgenti d'acqua sta guadagnando infatti sempre più interesse, soprattutto nelle acque destinate al consumo umano. Tuttavia, la conoscenza dei modelli su larga scala nel microbioma delle sorgenti d'acqua è ancora incompleta. 

L'acqua di sorgente è una importante risorsa naturale, un bene prezioso e di grande valore per tutto l’ecosistema. Il suo utilizzo dipende dalla sua quantità e qualità. La quantità dipende dal volume e dalla profondità della falda acquifera, dalla permeabilità delle rocce e dalla fonte di alimentazione. La qualità dipende invece da fattori geologici ed ambientali. Questi fattori includono il tipo di rocce, la solubilità in acqua, la formazione di rocce, oltre al tipo e alla concentrazione di minerali disciolti. I fattori ambientali, tra cui le tipologie di microrganismi (microbiota e microbioma) presenti, si riflettono anche sulla qualità delle acque sorgive.

Quando si parla di Microbiota si fa riferimento alla totalità dei singoli microrganismi⎼ batteri, funghi, archeobatteri e protozoi ⎼ che vivono e colonizzano uno specifico ambiente in un determinato tempo. Metaforicamente si può dire che un microbiota è come uno scatto fotografico che immortala una popolazione di organismi microscopici residenti in uno spazio delimitato a un istante scelto arbitrariamente. 

Il termine Microbioma indica la totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere. 

Lo studio del microbioma è strettamente connesso allo sviluppo di nuove ed innovative terapie/prodotti. Lo evidenziano vari studi che sono stati condotti e tutt’ora vengono condotti a livello internazionale, come dimostra lo studio condotto da ricercatori dell'Università della California a San Francisco, che hanno applicato a  microrganismi presenti nel copro umano, un nuovo tipo di meta-analisi genetica (metagenomica), per ottenere centinaia di nuove molecole utilizzabili come farmaci.

Circa un terzo di tutti i medicinali utilizzati nella pratica clinica derivano da microbi e piante, e da molti anni squadre di biologi cercano e analizzano organismi provenienti da tutto il mondo e da ogni tipo di ambiente nella speranza di identificare nuove sostanze farmacologicamente attive.

Solo da poco, però, gli scienziati hanno cominciato a guardare anche alle specie microbiche che convivono all'interno del copro umano, ed all’interno di altre componenti vegetali e non come l’acqua. Un primo censimento di questo microbioma è in corso da parte dello Human Microbiome Project dei National Institutes of Health statunitensi, che hanno creato una banca dati dei genomi di centinaia di specie di microrganismi. 
Altri studi condotti dalla Fondazione Umberto Veronesi, hanno dimostrato da più angolature l'importanza della flora batterica quale indicatore per la buona riuscita delle terapie. Alla base dello stretto legame tra batteri e funzionamento dell'immunoterapia sembrerebbero esserci i metaboliti prodotti dai microrganismi, sostanze capaci di modulare positivamente il sistema immunitario.

Lo studio è condotto in collaborazione tra EGAVÌ e la Libera Università di Bolzano, nella persona della Prof.ssa Raffaella Di Cagno ed il suo staff del Laboratorio Micro4Food.