Il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha sviluppato un materiale di riferimento basato su campioni umani di feci per supportare la ricerca sul microbioma intestinale. Un aiuto concreto in un settore medico che sta aprendo nuove strade contro malattie gravi e difficili da trattare.
Il microbioma intestinale umano è un ecosistema popolato da microrganismi e loro sottoprodotti, situato lungo il tratto gastrointestinale. Negli ultimi dieci anni, studi scientifici hanno collegato l’attività del microbioma a obesità, diabete, malattie mentali, tumori e altri disturbi. I ricercatori vedono nei farmaci mirati al microbioma una possibile risposta per molte di queste patologie.
Ma cosa si intende esattamente per microbioma? E in cosa si distingue dal microbiota? Il termine microbiota si riferisce all’insieme dei microrganismi che abitano l’intestino, mentre il microbioma comprende anche il loro materiale genetico e i prodotti del loro metabolismo. Non è un dettaglio da poco: è proprio attraverso queste interazioni biochimiche che il microbioma influenza il nostro corpo, intrecciandosi con funzioni vitali che vanno ben oltre la digestione.
Il materiale di riferimento del NIST, chiamato Human Fecal Material RM, comprende otto fiale congelate di feci umane in soluzione acquosa, corredate da oltre 25 pagine di dati che descrivono microrganismi e biomolecole presenti. Sarà uno strumento utile anche per chi lavora in aziende biofarmaceutiche e biotecnologiche impegnate nello sviluppo di nuovi farmaci basati sul microbioma, inclusi quelli contenenti batteri vivi.
Scott Jackson, genetista molecolare del NIST, ha spiegato: “È lo standard fecale umano più precisamente misurato e analizzato mai prodotto. Speriamo che il nostro materiale getti le basi per una crescita solida della ricerca sul microbioma intestinale”.
Nuove frontiere della medicina
Anche se può sembrare poco invitante, le terapie basate sulle feci rappresentano una delle aree più promettenti della ricerca medica. Negli Stati Uniti, la FDA ha approvato due farmaci derivati dalle feci per curare l’infezione ricorrente da Clostridioides difficile, un batterio associato a circa 30.000 morti l’anno.
I trapianti fecali, ovvero il trasferimento di feci da un donatore a un paziente, hanno mostrato un’efficacia del 95% contro questa infezione. Questo successo ha spinto i ricercatori a studiare l’uso di trapianti fecali anche contro epatite alcolica, colite, alcuni tipi di cancro e altre malattie legate al microbioma intestinale.
Questi trattamenti funzionano modificando la composizione e il comportamento del microbioma. Diversamente dai comuni probiotici in commercio, i nuovi farmaci saranno testati scientificamente per dimostrare l’efficacia clinica contro malattie specifiche. Il materiale di riferimento NIST aiuterà a raggiungere questo obiettivo.
Jackson ha commentato: “Siamo all’inizio di una nuova era delle terapie microbiche vive. E sta già accadendo”.
Perché serve un materiale di riferimento
La ricerca sul microbioma è veloce e competitiva. Ogni anno si moltiplicano scoperte e investimenti per sviluppare nuovi farmaci. Però, i metodi usati nei laboratori per analizzare il microbioma variano molto, portando a risultati difficili da confrontare.
Jackson ha spiegato: “Se due laboratori analizzano lo stesso campione di feci, possono ottenere risultati molto diversi”.
Questa variabilità ostacola la riproducibilità, un principio base della scienza. Il materiale NIST aiuterà a standardizzare il lavoro dei ricercatori, migliorando accuratezza, coerenza, comparabilità e riproducibilità degli studi.
Come verrà usato
NIST produce oltre 1.000 materiali di riferimento per le scienze della vita, come il colesterolo, il DNA umano e il siero di sangue. Sono strumenti chiave per assicurare precisione e qualità nei test clinici.
Tra gli usi previsti per il materiale fecale:
- Confrontare metodi diversi: servirà da “pietra di paragone” per valutare le tecniche di analisi e scegliere quelle più adatte agli obiettivi della ricerca.
- Verificare la riproducibilità: se due laboratori ottengono risultati simili usando il materiale NIST, significa che i loro metodi sono solidi.
Come è stato creato
Per ottenere il materiale fecale, NIST ha collaborato con una società medica che ha raccolto campioni da adulti sani, sia uomini che donne. Metà dei donatori erano vegetariani, metà onnivori, per rappresentare una maggiore variabilità.
Analizzare i campioni è stato complesso. Le feci contengono trilioni di microrganismi di centinaia di specie diverse, particelle alimentari, cellule umane e numerosi enzimi, proteine e metaboliti. È uno dei materiali biologici più complessi conosciuti.
Più di dodici scienziati hanno lavorato sei anni per sviluppare il materiale di riferimento. Sono riusciti a identificare oltre 150 metaboliti e oltre 150 specie microbiche. Il materiale è stato reso stabile (con una durata prevista di almeno cinque anni) e omogeneo (ogni campione è uguale entro margini di incertezza specificati).
Jackson ha raccontato: “Con molto lavoro di squadra e collaborazione con la comunità scientifica, siamo riusciti a creare un materiale che soddisfa le esigenze di chi lavora nel settore”.
Glossario
- FDA: Food and Drug Administration, agenzia governativa statunitense che regola farmaci e alimenti.
- Microbioma intestinale: Insieme dei microrganismi presenti nell’intestino umano.
- NIST: National Institute of Standards and Technology, agenzia del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti.
- RM: Reference Material, materiale di riferimento.
- Trapianto fecale: Procedura medica che prevede il trasferimento di feci da un donatore sano a un paziente.
