I nostri antenati avevano un microbiota intestinale ricchissimo

L’analisi del DNA della flora batterica fecale recuperata da alcuni resti antichi mostra quanto il microbiota intestinale umano sia cambiato nei secoli insieme alla dieta. Un filone di ricerca che può aiutarci a comprendere l’evoluzione del nostro sistema immunitario, e magari a trovare nuove soluzioni contro le malattie.

I batteri e i microrganismi simbionti che popolano oggi il nostro intestino e che troviamo nelle feci sono verosimilmente molto diversi da quelli che abitavano nel tratto digerente dei nostri antenati. Ogni cambiamento nelle abitudini alimentari e di vita degli esseri umani si traduce infatti in una diversa composizione del microbiota che alberga dentro di noi.

Quanto può essere grande la variazione nella composizione del microbiota? Gigantesca, dicono i risultati pubblicati di recente su Nature di uno studio condotto da ricercatori della Harvard Medical School insieme ad altri del Joslin Diabetes Center di Boston. I dati mostrano da un lato la correlazione tra il tipo di microrganismi che formano il microbiota e lo stato di salute generale di un individuo, e dall’altro il fatto che nel corso dei secoli e dei millenni la composizione del microbiota umano è drasticamente cambiata.

Feci americane antiche e moderne

I ricercatori hanno analizzato il genoma di microbiota intestinale antico, con un’analisi approfondita, individuando anche specie microbiche mai identificate nei campioni odierni. Per portare avanti la ricerca, gli scienziati hanno analizzato il DNA del microbiota estratto da paleofeci umane trovate anni fa in alcune grotte nello Utah e nel nord del Messico. In queste aree molto aride, le grotte sono caratterizzate da un microclima particolarmente secco, capace di conservare a lungo gli escrementi essiccati. In particolare, i ritrovamenti finora hanno riguardano un totale di otto campioni appartenenti a persone diverse, alcuni dei quali, secondo la datazione con carbonio-14, risalenti a circa 2.000 anni. Il materiale genetico estratto è stato poi confrontato con poco meno di 800 campioni moderni, in modo da far emergere analogie e differenze.

I risultati sono stati descritti come sorprendenti. Per esempio, un batterio noto come Treponema succinifaciens non è mai stato trovato nel microbiota degli esseri umani odierni, ma è stato invece individuato nella totalità dei campioni di resti antichi. Più in generale, quasi il 40 per cento delle specie microbiche riscontrate in almeno uno dei campioni antichi non era mai stato osservato prima.

Inoltre le antiche popolazioni microbiche avevano meno geni legati all’antibiotico-resistenza, e anche un minor numero di geni corrispondenti alle proteine che degradano lo strato mucoso protettivo dell’intestino, da cui hanno origine quelle infiammazioni che oggi sono state collegate a molte diverse malattie.

Noi (e il nostro microbiota) siamo ciò che mangiamo

Non è probabilmente il microbiota intestinale ciò a cui alludeva Ludwig Feuerbach nel suo celebre aforisma, ma oggi gli scienziati ritengono che il principale fattore determinante per la composizione della popolazione di microrganismi intestinali sia proprio la dieta. Un’ipotesi dettata dal buonsenso, oggi ulteriormente comprovata da questi nuovi dati scientifici.

In particolare, dalle centinaia di campioni fecali contemporanei presi in esame, è emerso che le differenze tra microbiota odierno e antico sono più marcate per quelle persone che seguono una dieta a base di prodotti industriali, mentre sono sì nette, ma minori, in chi si nutre soprattutto con semplici prodotti locali non elaborati.

Più che la qualità del cibo, a fare la differenza potrebbe essere anzitutto la varietà: migliaia di anni fa l’alimentazione era in generale più varia, perché non si poteva non adeguarsi alla stagionalità degli alimenti. Di conseguenza, anche la gamma dei nutrienti assunti, e dei microrganismi simbionti compatibili con tali cibi, era più ampia. I cibi industrializzati tendono a essere invece in gran parte gli stessi tutto l’anno, il che incentiva una dieta meno varia, determinando nel complesso un minor numero di nutrienti diversi assunti nell’arco dei dodici mesi.

I campioni presi in esame erano perfettamente conservati, come confermato anche da analisi di compatibilità dietetica, svolte per verificare che non ci fossero state contaminazioni dal suolo o da altri animali. A oggi non esistono al mondo campioni con le stesse caratteristiche che permettano di svolgere questo genere di ricerche. Il gruppo ha eseguito anche sequenziamenti del DNA con 400 milioni di letture per campione, molto più di quanto si faccia di norma, per poter essere ancora più certi dei risultati.

Le popolazioni di microbi intestinali umani, ci dicono i dati, non sono trasmesse verticalmente di generazione in generazione, ma evolvono in risposta all’ambiente. Per esempio, il batterio Methanobrevibacter smithii è stato datato approssimativamente a quando gli esseri umani migrarono per la prima volta attraverso lo stretto di Bering dalla Siberia al Nord America. Altri invece sono molto più recenti, a dimostrazione di come il microbiota umano evolva insieme all’umanità, nel tempo e nello spazio.

Microbiota giurassico e ricerca medica

I ricercatori hanno in programma di espandere i loro studi a molti altri antichi campioni di microbiota, con l’obiettivo di rilevare nuove specie microbiche e cercare di prevederne le funzioni metaboliche. In particolare, un po’ come in un film in stile Jurassic Park, i ricercatori si sono detti incuriositi dalla possibilità di resuscitare antichi microrganismi in laboratorio, inserendone il genoma nelle specie batteriche viventi, in modo da comprendere meglio la fisiologia di questo paleo-microbiota.

L’obiettivo non è ovviamente allestire un parco tematico di microrganismi estinti (che potrebbe essere pericoloso), bensì studiare in sicurezza il ruolo dei batteri intestinali per il benessere umano. Per esempio, è già evidente dalla letteratura scientifica che nelle aree industrializzate la dieta determina una probabilità maggiore di sviluppare il diabete di tipo 1, e che l’anello di congiunzione tra dieta e diabete sembra essere rappresentato proprio dalle caratteristiche del microbiota intestinale.

Altri specifici microrganismi simbionti hanno un ruolo decisivo nell’educazione immunitaria nei primi anni di vita, influenzando anche il rischio di sviluppare malattie autoimmuni e allergie. Insomma, il sospetto è che la perdita della diversità microbica intestinale nelle popolazioni odierne influenzi lo sviluppo di malattie croniche. Un motivo in più per andare alla scoperta di nuove informazioni sul microbiota pre-industriale, per capire come era composto in passato e anche per trovare nuove soluzioni utili al nostro benessere.