I ricercatori stanno sviluppando modelli computerizzati avanzati in grado di prevedere se un ceppo probiotico colonizzerà con successo l’intestino di un individuo, ponendo potenzialmente fine all’era degli integratori per la salute dell’intestino adatti a tutti. Il nuovo approccio, descritto in dettaglio in PLOS Biology, sfrutta le conoscenze esistenti sul metabolismo batterico per simulare il modo in cui diversi ceppi interagiscono con il microbioma intestinale unico di una persona.
Il problema con i probiotici
L’attuale mercato dei probiotici si basa su un approccio ad ampio spettro. Pillole, yogurt e persino bibite gassate vengono commercializzati con la promessa di migliorare la salute dell’intestino, ma questi prodotti spesso non riescono a fornire risultati costanti. Questo perché il microbioma intestinale di ognuno è diverso; ciò che funziona per una persona potrebbe non funzionare per un’altra. Le simulazioni risolvono questo problema prevedendo se un ceppo batterico si stabilizzerà nell’intestino di un individuo specifico e come si comporterà una volta insediato.
Come funzionano le simulazioni
Questi modelli, noti come modelli metabolici su scala di comunità microbica, simulano la crescita batterica sulla base dei dati esistenti su come i batteri intestinali consumano ed elaborano i nutrienti. I ricercatori inseriscono un ceppo batterico simulato in una rappresentazione digitale del microbioma intestinale di un individuo per determinare se prospererà e quali effetti avrà. “Abbiamo pensato che questo tipo di piattaforma di modellazione potesse potenzialmente consentirci di identificare risposte personalizzate e magari anche progettare interventi personalizzati”, spiega Sean Gibbons, ricercatore sul microbioma presso l’Institute for Systems Biology.
Convalida dei modelli
Le simulazioni sono state testate utilizzando i dati di due studi clinici: uno che coinvolgeva simbiotici (probiotici più fibre prebiotiche) per pazienti affetti da diabete di tipo 2 e un altro che utilizzava un bioterapeutico vivo per le infezioni ricorrenti da Clostridioides difficile. In entrambi i casi, il modello ha previsto accuratamente quali batteri avrebbero colonizzato l’intestino con una precisione del 75-80%**, inclusa la previsione dell’aumento della produzione di acidi grassi benefici a catena corta.
Lo studio ha inoltre convalidato le simulazioni rispetto ai cambiamenti dietetici del mondo reale. Anche quando gli individui passavano a diete ricche di fibre, il modello prevedeva accuratamente la risposta del loro intestino. Ciò suggerisce che le simulazioni possono andare oltre gli effetti a breve termine e prevedere i cambiamenti del microbioma a lungo termine.
Cosa significa questo per il futuro
Le implicazioni sono significative: i medici potrebbero presto “testare” gli interventi probiotici in modelli digitali dell’intestino di un paziente prima di prescriverli. I ricercatori immaginano un futuro in cui le terapie personalizzate per il microbioma saranno progettate utilizzando questi modelli, piuttosto che fare affidamento su prodotti generici standardizzati.
“Se possiamo prendere il modello di una persona e simulare migliaia di interventi nel giro di pochi minuti o ore, all’improvviso avremo una sorta di “gemello digitale” che può iniziare ad approssimare le risposte individualizzate delle persone”, afferma Gibbons. Il suo team sta ora pianificando una sperimentazione clinica per confrontare l’efficacia degli interventi personalizzati rispetto ai trattamenti probiotici standard.
La ricerca rafforza l’idea che i migliori batteri per la salute dell’intestino dipendono dall’individuo e dal suo ambiente. “Molti di questi batteri sono benefici solo in determinati contesti”, afferma Nick Quinn-Bohmann, ricercatore sul microbioma. “Non ha senso avere una suite di probiotici valida per tutti”.
Queste simulazioni rappresentano un passo significativo verso soluzioni realmente personalizzate per la salute dell’intestino, andando oltre l’attuale approccio basato su tentativi ed errori.
