I ricercatori hanno scoperto che un antibiotico non assorbito può indurre i batteri intestinali a produrre composti che favoriscono la longevità.
I metaboliti derivati dal microbiota intestinale sono emersi come regolatori chiave della longevità. L’attività metabolica del microbiota intestinale, influenzata dai componenti della dieta e dai composti chimici ingeriti, ha un profondo impatto sulla forma fisica dell’ospite. Sebbene i benefici dei prebiotici alimentari siano ben noti, l’azione chimica mirata sul microbiota intestinale per migliorare la forma fisica dell’ospite rimane in gran parte inesplorata.
Un team di ricerca ha scoperto un metodo per trasformare i batteri che vivono nell’apparato digerente degli animali, in fabbriche in miniatura capaci di generare composti che favoriscono una vita più lunga nei loro ospiti, indicando una potenziale nuova direzione per lo sviluppo di farmaci.
Meng Wang, responsabile del gruppo senior di Janelia e i suoi colleghi, si concentrano sulla biologia dell’invecchiamento e hanno voluto esplorare come le loro scoperte sui composti che migliorano la longevità potrebbero essere applicate in contesti reali.
Un approccio da loro seguito consisteva nell’incoraggiare il microbiota intestinale (la variegata comunità di batteri del tratto digerente che produce numerose sostanze chimiche) a produrre metaboliti che influenzano positivamente gli animali in cui vivono. Il loro obiettivo iniziale era l’acido colanico, un composto batterico intestinale che in precedenza aveva dimostrato di prolungare la durata della vita negli ascaridi e nei moscerini della frutta.
In una nuova ricerca, il team di Wang dimostra che i batteri producono in eccesso acidi colanici quando esposti a basse dosi dell’antibiotico cefaloridina e che gli ascaridi trattati con cefaloridina vivono più a lungo.
Effetti osservati nei topi
Nei topi, basse dosi di cefaloridina hanno indotto la trascrizione in una porzione del genoma dei batteri intestinali responsabile della sintesi degli acidi colanici. Ciò ha determinato cambiamenti metabolici correlati all’età negli animali: aumenti del colesterolo buono e diminuzioni del colesterolo cattivo nei maschi e riduzioni dei livelli di insulina nelle femmine.
Poiché la cefaloridina non viene assorbita dall’organismo se ingerita per via orale, l’antibiotico induce cambiamenti nel microbioma intestinale senza influire sul resto del corpo dell’animale, eliminando effetti collaterali e tossicità.
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Spiegano gli autori:
“Abbiamo scoperto che i ceppi selvatici di Escherichia coli producono in eccesso acidi colanici (CA) quando esposti a una bassa dose di cefaloridina, portando a un aumento della durata della vita nell’organismo ospite Caenorhabditis elegans . Nell’intestino del topo, la somministrazione orale di basse dosi di cefaloridina ha indotto la trascrizione dell’operone di sintesi capsulare dei polisaccaridi ( cps ) responsabile della biosintesi dei CA in E. coli commensale a 37 °C e ha attenuato i cambiamenti metabolici legati all’età. Abbiamo anche scoperto che la cefaloridina a basso dosaggio supera l’inibizione della biosintesi di CA dipendente dalla temperatura e ne promuove l’induzione attraverso un meccanismo mediato dall’istidina chinasi di membrana ZraS, indipendentemente dalle note proprietà antibiotiche della cefaloridina. Il nostro lavoro getta le basi per terapie basate sul microbiota attraverso la modulazione chimica del metabolismo batterico e mette in luce il promettente potenziale di sfruttare farmaci mirati ai batteri per promuovere la longevità dell’ospite”.
I ricercatori affermano che il nuovo lavoro evidenzia un percorso promettente per sfruttare i farmaci mirati ai batteri per promuovere la longevità. Sperano anche che possa ispirare un nuovo modo di pensare allo sviluppo dei farmaci. Invece di sviluppare farmaci che colpiscono direttamente l’organismo, la ricerca suggerisce che gli scienziati potrebbero potenzialmente progettare composti che colpiscono il microbiota, inducendo cambiamenti che consentano loro di produrre composti benefici per gli animali ospiti.
Riferimento: PLOS Biology