TECNICHE PER STUDIARE IL MICROBIOTA INTESTINALE

Le tecniche di laboratorio coltura-indipendenti hanno consentito la caratterizzazione delle comunità microbiche intestinali, migliorando la capacità di identificare le singole specie di microrganismi e le loro quantità in campioni di feci (Figura 1). La maggior parte degli studi molecolari è stata condotta analizzando la sequenza del gene che codifica per la subunità 16S dell’RNA ribosomiale (rRNA) (3). I tre approcci più comunemente utilizzati per studiare la diversità del microbiota intestinale sono il targeting genico mediante la reazione a catena della polimerasi (PCR), le tecniche di ibridazione basate su sonde oligonucleotidiche fluorescenti, come l’ibridazione fluorescente in situ (FISH), e le tecniche di fingerprinting molecolare, come la denaturazione elettroforetica su gel a gradiente (DGGE) (3).

Figura 1. Le tecniche di laboratorio coltura-indipendenti come la PCR associata all’uso della trascrittasi inversa (RT-PCR), l’ibridazione fluorescente in situ dell’rRNA (FISH), l’elettroforesi su gel in gradiente denaturante o di temperatura (DGGE e TGGE) e la tecnologia “microarray” forniscono sempre più informazioni sulla composizione, i determinanti e i ruoli funzionali del microbiota umano.

Le tecniche di targeting genico utilizzano primer gene-specifici per amplificare i geni bersaglio come le regioni conservate del 16S rRNA. Questo approccio è stato ampiamente applicato all’analisi del microbiota intestinale, rivelando la sostanziale diversità batterica e studiando gruppi di microrganismi difficilmente coltivabili (4). Inoltre, la tecnica della PCR associata all’uso della trascrittasi inversa (RT-PCR) viene utilizzata per clonare i geni batterici a partire da campioni di feci.

Un altro metodo per analizzare il microbiota intestinale è l’ibridazione fluorescente in-situ dell’rRNA (FISH). Basate sulle sequenze dell’rRNA 16S, le sonde possono essere sintetizzate in modo tale da legarsi specificamente ai geni degli organismi di interesse. Utilizzando sonde con marcatori fluorescenti diversi, possono essere visualizzati simultaneamente all’interno di comunità complesse diversi tipi di microrganismi (5).

Le tecniche di “fingerprinting” molecolare di solito vengono utilizzate per analizzare la diversità microbica. La DGGE (elettroforesi su gel in gradiente denaturante) e la TGGE (elettroforesi su gel a gradiente di temperatura) sono forse le tecniche più comunemente utilizzate e sono utili nel fornire una panoramica della diversità del microbiota intestinale. Roudière et al. hanno recentemente ottimizzato queste tecniche per valutare la diversità della flora intestinale nei neonati (6).

Queste tecniche hanno rivelato una significativa diversità microbica nei campioni di feci, ma forniscono informazioni piuttosto limitate e il recente sviluppo delle piattaforme metagenomiche sta rapidamente sostituendo queste tecniche.

La metagenomica esplora la composizione globale delle comunità microbiche, combinando la biologia molecolare e le tecniche genetiche per identificare e caratterizzare il materiale genetico da ambienti microbici complessi. La tecnologia “microarray” è un potente strumento per la rapida individuazione di migliaia di sequenze geniche dell’rRNA 16S, fornendo un profilo delle comunità microbiche presenti nell’intestino umano. Un microarray, costituito da sonde 40-mer, è stato sviluppato, testato e ottimizzato per rilevare una vasta gamma di gruppi tassonomici batterici. L’approccio con i “microarray” è stato utilizzato per studiare il microbiota intestinale umano adulto e per monitorarne lo sviluppo nel neonato (7). Tuttavia, questa tecnica identifica la diversità, ma non i numeri relativi di ciascuna specie nel campione fecale, e il suo limite principale è la mancanza di correlati clinici, il che può portare a non chiare interpretazioni dei risultati.

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N.1/2017 - MedTOPICS - Periodico Quindicinale

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