Intestino con batteri Firmicutes e Bacteroidetes. Credito:© CMFI/Leon Kokkoliadis
Una dieta ipocalorica altera il microbioma intestinale e ritarda l'invecchiamento immunitario
Una dieta ipocalorica non solo ritarda lo sviluppo di malattie metaboliche, ma ha anche un effetto positivo sul sistema immunitario. I ricercatori hanno ora dimostrato per la prima volta che questo effetto è determinato da un microbioma intestinale alterato, che rallenta il deterioramento del sistema immunitario in età avanzata (senescenza immunitaria). Lo studio di ricerca è stato pubblicato sulla rivista Microbioma.
Circa 2 miliardi di persone nel mondo sono in sovrappeso. L'obesità aumenta il rischio di sviluppare pressione alta, infarto o diabete mellito di tipo 2. Può anche causare un'infiammazione nel corpo che indebolisce il sistema immunitario attraverso un accumulo di cellule T e B di memoria specifiche. Questo processo è chiamato immunosenescenza, un cambiamento legato all'età nel sistema immunitario.
Nelle persone obese, una dieta ipocalorica può ritardare lo sviluppo di malattie metaboliche come il diabete di tipo 2. Inoltre, una tale dieta è benefica per il sistema immunitario. Tuttavia, non è chiaro esattamente come si producano gli effetti positivi e quale funzione svolga il microbiota intestinale in questo processo. I ricercatori hanno ora esplorato le relazioni tra diete ipocaloriche, microbioma, metabolismo e sistema immunitario in un nuovo studio.
La dieta ipocalorica altera il microbioma intestinale
A questo scopo, hanno prima analizzato come una dieta ipocalorica (800 kcal/die per 8 settimane) ha influenzato il microbioma intestinale di una donna obesa. Nella fase successiva, i ricercatori hanno trapiantato il microbiota intestinale prima e dopo l'intervento dietetico in topi privi di germi per stabilire un modello di topo gnotobiotico. "In questo modo, siamo stati in grado di determinare gli unici effetti del microbioma intestinale a forma di dieta sul metabolismo e sul sistema immunitario", ha affermato Reiner Jumpertz-von Schwartzenberg, ultimo autore dello studio e scienziato dell'Institute of Diabetes Research e Malattie metaboliche di Helmholtz Monaco di Baviera presso l'Università di Tubinga, partner del Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD). Ha condotto lo studio insieme a Hans-Dieter Volk e Joachim Spranger di Charité.
Il microbioma intestinale alterato dalla dieta migliora il metabolismo e ritarda la senescenza immunitaria
Trapiantando il microbiota alterato dalla dieta, il metabolismo del glucosio è migliorato e la deposizione di grasso è diminuita. Inoltre, la citometria di massa ha mostrato che anche il livello di cellule T e B di memoria specifiche era ridotto. "Questo indica una senescenza immunitaria ritardata", ha affermato Julia Sbierski-Kind, prima autrice dello studio.
"Questi risultati suggeriscono che gli effetti positivi di una dieta ipocalorica sul metabolismo e sul sistema immunitario sono mediati dal microbioma intestinale", ha affermato Sbierski-Kind. Tuttavia, gli autori dello studio sottolineano che l'indagine è stata finora condotta solo con il microbioma di una persona e che gli esperimenti dovranno essere ripetuti con ulteriori soggetti per confermare i risultati. Le nuove scoperte potrebbero essere interessanti anche per la pratica medica a lungo termine. "Una migliore comprensione della complessa interazione tra dieta, microbioma e sistema immunitario può gettare le basi per lo sviluppo di nuove vie terapeutiche basate sul microbioma per il trattamento delle malattie metaboliche e immunitarie", ha affermato Jumpertz-von Schwartzenberg.
Riferimento:"Effetti della restrizione calorica sul microbioma intestinale sono collegati alla senescenza immunitaria" di Julia Sbierski-Kind, Sophia Grenkowitz, Stephan Schlickeiser, Arvid Sandforth, Marie Friedrich, Désirée Kunkel, Rainer Glauben, Sebastian Brachs, Knut Mai, Andrea Thürmer, Aleksandar Radonic, Oliver Drechsel, Peter J. Turnbaugh, Jordan E. Bisanz, Hans-Dieter Volk, Joachim Spranger e Reiner Jumpertz von Schwartzenberg, 4 aprile 2022, Microbiome.
DOI:10.1186/s40168-022-01249-4
Informazioni sullo studio:
Lo scopo dello studio era di determinare le interazioni tra una dieta ipocalorica, il microbioma e il sistema immunitario. A tal fine, uno studio di intervento dietetico umano è stato combinato con esperimenti gnotobiotici in cui l'immunofenotipizzazione è stata determinata mediante citometria di massa multidimensionale a cellula singola. Sono stati coinvolti i seguenti istituti e strutture di ricerca:
- Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD)
- Istituto di ricerca sul diabete e sulle malattie metaboliche (IDM) di Helmholtz Monaco di Baviera presso l'Università di Tubinga
- Dipartimento di Medicina Interna IV (Direttore:Prof. Andreas Birkenfeld), Ospedale universitario di Tubinga
- Cluster of Excellence EXC 2124 "Controlling Microbes to Fight Infections" (CMFI), Università di Tubinga
- Istituto di Immunologia Medica, Charité – Universitätsmedizin Berlin, membro aziendale della Freie Universität Berlin, Università Humboldt di Berlino
- Dipartimento di Endocrinologia e Metabolismo, Charité – Universitätsmedizin Berlin, membro aziendale della Freie Universität Berlin, Università Humboldt di Berlino
- Berlin Institute of Health at Charité – Universitätsmedizin Berlin, Flow &Mass Cytometry Core Facility, Berlino
