Il potere degli enzimi intestinali: perché una dieta sana funziona in modo diverso per ognuno di noi
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I ricercatori del Cluster of Excellence "Balance of the Microverse" dell'Università Friedrich Schiller di Jena e del Leibniz-HKI, insieme a partner internazionali, hanno decodificato un meccanismo che determina come il nostro microbioma intestinale elabora le sostanze vegetali salutari. Il "ricettario chimico" dei batteri intestinali è diverso per ogni persona ed è spesso alterato nelle malattie croniche. I risultati aprono la strada a piani alimentari personalizzati che promuovono in modo specifico l'equilibrio del microbioma.
Il Prof. Dr. Gianni Panagiotou (a destra) a colloquio con un collega del team.
Anna Schroll
Il microbioma: la nostra seconda fabbrica chimica invisibile
Molte sostanze vegetali salutari, come quelle contenute in bacche, noci o verdure, non sono immediatamente efficaci nella forma in cui le mangiamo. Devono prima essere convertite chimicamente dagli innumerevoli microrganismi del nostro intestino - una sorta di "seconda digestione". Il gruppo di ricerca internazionale è riuscito a mappare sistematicamente 775 diversi fitonutrienti e la loro conversione da parte degli enzimi dei batteri intestinali. Ciò ha rivelato che una media del 70% di tutti gli enzimi del nostro microbioma sono potenzialmente coinvolti in questa elaborazione. Si tratta di una percentuale molto più alta di quella conosciuta in precedenza.
Tuttavia, lo studio ha anche rivelato una sfida cruciale: Il "ricettario chimico" dei batteri intestinali è estremamente individualizzato. La capacità di una persona di convertire in modo ottimale una sostanza vegetale sana nella sua forma attiva dipende da quali enzimi specifici possiede la sua flora intestinale. Questa capacità varia non solo da persona a persona, ma anche in base all'origine geografica e alle abitudini alimentari.
Il Prof. Dr. Gianni Panagiotou, professore di Dinamica del Microbioma presso l'Università Friedrich Schiller di Jena presso il Leibniz-HKI, sottolinea l'importanza della collaborazione multidisciplinare: "I nostri risultati dimostrano quanto sia cruciale la funzione del microbioma per gli effetti di una dieta sana. Solo grazie alla collaborazione tra bioinformatici, chimici, specialisti di modellizzazione delle malattie e microbiologi siamo riusciti a catturare l'intera diversità e dinamica dei batteri intestinali."
Quando il "libro di cucina" è difettoso durante la malattia
I ricercatori hanno utilizzato l'intelligenza artificiale per confrontare i profili enzimatici di persone sane e malate, compresi i pazienti con malattie infiammatorie intestinali, cancro all'intestino o malattia del fegato grasso non alcolica. Il risultato è stato chiaro: il potenziale del microbioma di elaborare alimenti sani era significativamente ridotto nei pazienti con queste malattie croniche.
I modelli di intelligenza artificiale sono stati in grado di prevedere con un alto grado di precisione se una persona era sana o malata in base alle quantità di alcuni enzimi batterici. Ad esempio, nei pazienti con cancro all'intestino è stata riscontrata la mancanza di un enzima importante per l'elaborazione di una sostanza vegetale salutare, presente in quantità maggiori negli individui sani. Questa ridotta capacità di conversione potrebbe spiegare perché le raccomandazioni dietetiche generali spesso non hanno l'effetto sperato nei pazienti con malattie croniche.
Il percorso verso una dieta personalizzata
Per decifrare queste complesse relazioni, il team ha utilizzato una combinazione di bioinformatica e il confronto di oltre 5.500 microbiomi intestinali umani provenienti da tutto il mondo. I ceppi batterici promettenti sono stati poi testati in laboratorio per confermare sperimentalmente le reazioni di trasformazione previste.
Queste scoperte rivoluzionarie costituiscono la base per la medicina nutrizionale del futuro. Invece di consigli universali, l'analisi del microbioma individuale potrebbe presto consentire di creare piani nutrizionali precisi e personalizzati. L'obiettivo è fornire al microbioma i nutrienti giusti o "vaccinarlo" con probiotici che contengono esattamente gli enzimi di cui ha bisogno per elaborare in modo ottimale le sostanze vegetali sane.
Un'eccellente ricerca collaborativa
Lo studio si collega direttamente ai temi centrali della ricerca del Cluster of Excellence "Balance of the Microverse" di Jena: la ricerca sistematica sui microrganismi e la loro interazione con l'ospite. La ricerca sottolinea che un microbioma equilibrato è fondamentale per la nostra salute non solo in termini di composizione, ma soprattutto in termini di funzione, ossia la capacità di elaborare chimicamente gli alimenti. Gli scienziati stanno quindi fornendo un importante tassello per promuovere questo equilibrio attraverso interventi mirati e personalizzati.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Lu Zhang, Andrea Marfil-Sánchez, Ting-Hao Kuo, Bastian Seelbinder, Loes van Dam, Ana Depetris-Chauvin, Leonie Johanna Jahn, Morten O. A. Sommer, Michael Zimmermann, Yueqiong Ni, Gianni Panagiotou; "Gut microbiome-mediated transformation of dietary phytonutrients is associated with health outcomes"; Nature Microbiology, 2025-12-3
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