Grazie al Progetto Microbioma Umano (Human Microbiome Project), avviato nel 2008 dal National Institutes of Health (NIH) statunitense, la ricerca si è concentrata principalmente sulla caratterizzazione della componente batterica del microbioma e del suo rapporto con lo stato di salute dell’uomo. Solo recentemente si è iniziata a comprendere la potenziale importanza del viroma umano, ovvero di quella porzione del microbioma composto da virus patogeni, da virus residenti in tessuti sani, da batteriofagi e da elementi retrovirali incorporati nei cromosomi umani, e dei meccanismi con cui essi influenzano la salute dell’ospite. Le interazioni tra virus, batteri e ospite umano potrebbero infatti avere conseguenze importanti per la salute dell’uomo, soprattutto nel delicato ecosistema del microbiota, l’insieme di microrganismi localizzati nel tratto digestivo.
In un recente articolo, pubblicato sulla rivista Cell, i ricercatori hanno evidenziato che le alterazioni del viroma enterico possono avere un ruolo nelle malattie infiammatorie croniche intestinali (note come Inflammatory Bowel Disease (IBD)). Le IBD sono patologie multifattoriali complesse, che si sviluppano in soggetti geneticamente predisposti, e sono caratterizzate dalla natura infiammatoria cronica del processo patologico e dalla recidivanza dei sintomi. Le due malattie più importanti del gruppo sono il morbo di Crohn e la rettocolite ulcerosa. Si calcola che in Italia circa 200.000 persone siano oggi affette da queste patologie. Negli ultimi 10 anni la diagnosi di nuovi casi e il numero di ammalati sono aumentati di circa 20 volte. Per il decorso cronico e per la natura dei sintomi che le caratterizzano, le IBD risultano particolarmente debilitanti e severe.
I ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno caratterizzato il viroma enterico normale umano e quello dei pazienti affetti da malattie IBD mediante sequenziamento del DNA di particelle virus-simili (note come VLP: virus-like particles) da campioni fecali ottenuti da pazienti affetti dal morbo di Crohn e da rettocolite ulcerosa e da pazienti sani. Sono state quindi utilizzate due metriche ecologiche: la ricchezza (cioè, il numero di taxa per campione) e la diversità, che combina la ricchezza e l’abbondanza relativa dei taxa riscontrati. Lo studio ha evidenziato che, in tutti i campioni, i batteriofagi dell’ordine Caudovirales e della famiglia Microviridae erano i taxa maggiormente presenti. Tuttavia, nei campioni ottenuti da pazienti con IBD, è stato osservato un significativo aumento della ricchezza dei batteriofagi, in particolare di quelli appartenenti all’ordine dei Caudovirales. Non è stato invece osservato alcun aumento della ricchezza e della diversità nei membri della famiglia Microviridae. L’analisi statistica dei dati (correlazione di Sperman per ranghi) ha evidenziato che l’aumento dei batteriofagi Caudovirales nei pazienti con IBD era inversamente correlato alla riduzione della ricchezza e della diversità batterica, il che suggerisce che il viroma abbia un ruolo diverso e non secondario, e potrebbe essere in parte responsabile dell’infiammazione. Ancora più sorprendenti sono state le incredibili differenze nella ricchezza e nel tipo di taxa di batteriofagi tra i campioni ottenuti da pazienti con morbo di Crohn e colite ulcerosa; ciò sembra indicare che ogni tipo di malattia è associato a un gruppo specifico di batteriofagi.
Secondo i ricercatori la modificazione dell’ecologia intestinale dei pazienti con IBD è molto più ampia rispetto a quanto precedentemente riportato per la componente batterica del microbiota, con alterazioni specifiche del viroma. I cambiamenti nel viroma, per lo più dei batteriofagi, e i cambiamenti nei batteri intestinali potrebbero essere correlati, indicando che anche il viroma può avere un valore prognostico o diagnostico. Questo apre la strada a nuove ricerche sui possibili trattamenti per queste malattie.
Maria Laura Luprano
Fonti:
Norman JM. et al. 2015. Disease-Specific Alterations in the Enteric Virome in Inflammatory Bowel Disease. Cell 160: 447–460.
Virgin HV 2014. The virome in mammalian physiology and disease. Cell 157: 142-150