L’insieme dei batteri che compongono il microbiota intestinale dei neonati gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo del sistema immunitario e nella digestione dei carboidrati non digeribili presenti nel latte materno, noti come carboidrati complessi (od oligosaccaridi non digeribili). I bifidobatteri si distinguono da sempre per la loro capacità di degradarli. Ma come si formano le diverse comunità batteriche e quale ruolo svolgono le singole specie in presenza di vari carboidrati complessi?

Un modello ad hoc per studiare la relazione tra batteri e carboidrati complessi

Per rispondere a queste domande, i ricercatori della Wageningen University, guidati da Athanasia Ioannou, hanno cercato di riprodurre in laboratorio le medesime caratteristiche della flora batterica dei neonati, dal punto di vista sia metabolico sia batterico. Il team ha creato una comunità di 13 ceppi batterici partendo da quelli più comuni nei neonati allattati al seno e nati da parto naturale. Tra questi, oltre ai bifidobatteri, spiccano anche specie, come Bacteroides ed Escherichia coli, implicate nel processo di fermentazione.

La comunità sintetica è stata sottoposta a fermentazione continua, utilizzando due diverse miscele di oligosaccaridi non digeribili come unica fonte di carbonio (una a base di quattro carboidrati e un’altra a base di cinque). Alla fine dell’esperimento i ricercatori hanno esaminato le proteine e i metaboliti rilasciati.

Risultati principali dello studio

Le analisi hanno confermato il ruolo cruciale dei bifidobatteri nel processo di degradazione dei carboidrati complessi, che produce diversi acidi grassi a catena corta (SCFAs) come acetato (utilizzato come fonte energetica ausiliaria dai muscoli) e propionato (capace di abbassare i livelli di colesterolo nel sangue). Centrale è stata anche l’attività delle specie Bacteroides. Nel confronto tra il modello artificiale con i campioni reali, i ricercatori hanno osservato la presenza comune di bifidobatteri, Veillonella e Bacteroides, che producono metaboliti essenziali per la salute intestinale. Tuttavia, alcune specie dominavano esclusivamente nel primo, evidenziandone limiti rispetto alla complessità reale.

Conclusioni e prospettive future

Lo studio conferma il ruolo centrale dei bifidobatteri nella degradazione degli HMO, ma evidenzia anche la necessità di ulteriori ricerche per approfondire da un lato la composizione del microbiota neonatale in condizioni naturali e, dall’altro, l’interazione tra diverse specie batteriche in presenza di diversi tipi di carboidrati complessi.