Uno studio rileva un ruolo importante del microbioma intestinale nell'invecchiamento e nelle malattie cardiache

In uno studio recentemente pubblicato su Nature Medicine, un gruppo di scienziati cinesi ha condotto un'analisi prospettica di cluster di multimorbilità metabolica basata su 21 parametri metabolici per esplorare le firme del microbioma intestinale associate con il metabolismo e l'età e comprendere meglio la relazione tra metabolismo, età e rischio a lungo termine di malattie cardiovascolari.

Le malattie cardiovascolari sono una delle principali cause di mortalità globale e si ritiene che i disordini metabolici e l'età, anch'essi strettamente correlati, aumentino significativamente il rischio di malattie cardiovascolari. I disturbi metabolici diventano più complessi e diffusi con l'età e negli anziani le malattie cardiovascolari si sviluppano tipicamente in un contesto di multimorbilità.

Crescenti prove di modelli di invecchiamento associati alla diversità del microbioma intestinale in diverse popolazioni suggeriscono che il microbioma intestinale collega l'immunità e il metabolismo, subisce cambiamenti legati all'età e può essere alla base di un invecchiamento sano. La ricerca ha dimostrato che una bassa diversità di Bacteroides e una maggiore diversità di taxa unici nel microbioma intestinale sono associati a un invecchiamento sano. Tuttavia, i modelli di interazione tra microbioma intestinale, metabolismo ed età e la misura in cui queste interazioni influenzano la salute cardiovascolare rimangono poco chiari.

In questo studio, i ricercatori hanno iniziato identificando i cluster di multimorbilità sulla base di parametri metabolici specifici e poi hanno esaminato le firme del microbioma intestinale associate all'età e a questi cluster di multimorbilità. Inoltre, sulla base della variazione delle firme del microbioma intestinale e di 55 specie microbiche associate all'età, hanno definito il concetto di età microbica, che è stato poi utilizzato per determinare il ruolo della composizione del microbioma intestinale e dell'età microbica in specifici cluster di multimorbilità.

Le coorti originali includevano adulti di età compresa tra 40 e 93 anni. Nel 2010 e nel 2014 sono stati raccolti dati su caratteristiche demografiche, anamnesi mediche, variabili metaboliche e fattori legati allo stile di vita come consumo di alcol, fumo e livello di attività fisica. I dati di follow-up includevano informazioni sulle malattie cardiovascolari diagnosticate. Come gruppi di validazione sono stati utilizzati quattro set di dati metagenomici fecali provenienti da Israele, Paesi Bassi, Francia, Germania, Stati Uniti e Regno Unito.

I cluster di multimorbilità metabolica basati su 21 parametri metabolici sono stati associati al rischio di malattie cardiovascolari. I parametri includevano peso corporeo, altezza, circonferenza vita, colesterolo ad alta e bassa densità (HDL-C e LDL-C), apolipoproteina A-1, colesterolo totale, livelli di insulina a digiuno, apolipoproteina B, γ-glutamiltransferasi, aspartato aminotransferasi, alanina aminotransferasi, tolleranza al glucosio, acido urico, trigliceridi, emoglobina A1c e glicemia a digiuno.

Sulla base di questi parametri, sono stati identificati cinque cluster di multimorbilità metabolica, tra cui un profilo metabolico sano, nonché cluster con bassi livelli di HDL-C e apolipoproteina A1, alti livelli di LDL-C, apolipoproteina B e colesterolo totale, resistenza all'insulina, obesità, enzimi epatici elevati e iperglicemia.

Sono stati raccolti campioni di feci da tutti i partecipanti ed è stato eseguito il sequenziamento del metagenoma utilizzando il DNA estratto. I dati del metagenoma sono stati utilizzati per la profilazione metagenomica della coorte originale.

I partecipanti sono stati divisi in due fasce di età (sotto o sopra i 60 anni) e sono stati calcolati i rapporti di rischio CVD per i quattro cluster di multimorbilità non sana rispetto al cluster di profilo metabolico sano. Sono stati calcolati anche i rapporti di rischio per le malattie cardiovascolari per i gruppi di età più giovani e più anziani.

È stata valutata l'influenza dei fattori ambientali e dell'ospite sul microbioma intestinale e sono stati calcolati gli indici di unicità e diversità del microbioma intestinale. Abbiamo quindi esaminato le caratteristiche del microbioma intestinale correlate all'età e al metabolismo, identificando le associazioni tra metabolismo, età microbica e rischio di malattie cardiovascolari.

I risultati hanno mostrato che rispetto al cluster di profilo metabolico sano, i cluster di iperglicemia e obesità avevano un rischio di malattie cardiovascolari rispettivamente del 117% e del 75% in più nell'arco di 11,1 anni. Questi risultati sono stati confermati nella coorte di convalida.

Inoltre, i dati del metagenoma fecale hanno mostrato che la composizione del microbioma intestinale era associata sia all'età che ai cluster di multimorbilità. Tra gli individui di età superiore ai 60 anni, il rischio aumentato di malattie cardiovascolari associato a cluster di iperglicemia e obesità era maggiore in quelli con età microbica più elevata e diminuito in quelli con età microbica più bassa, indipendentemente da sesso, età, fattori dietetici o stile di vita.

Un'età microbica più giovane, caratterizzata da una ridotta abbondanza di specie di Prevotella, era associata a un rischio ridotto di malattie cardiovascolari negli anziani da cluster metabolici non sani, indipendentemente da farmaci, fattori dietetici, livello di istruzione, sesso, età o stile di vita.

Lo studio ha rivelato distinte firme legate all'età del microbioma intestinale, come una significativa diminuzione delle specie di Bacteroides e un aumento dell'unicità e della ricchezza di batteri anaerobi facoltativi come Enterobacteriaceae e Streptococcus. Questi aumenti nei percorsi pro-infiammatori e nei modelli di invecchiamento microbico sembrano essere associati a cali legati all'età nell'immunità, nella digestione e nella funzione fisiologica.

In conclusione, lo studio ha esaminato l'interazione tra composizione e diversità del microbioma intestinale, età e metabolismo e la sua associazione con il rischio di malattie cardiovascolari. È stato scoperto che la composizione del microbioma intestinale è associata all'età e ai parametri di multimorbilità metabolica.

Inoltre, in base alla composizione delle specie del microbioma intestinale, è stato scoperto che la giovane età microbica riduce il rischio di malattie cardiovascolari associate a disfunzione metabolica, suggerendo che il microbioma intestinale modula la salute cardiovascolare negli anziani con disfunzione metabolica.