Metagenomica, metabolomica e trascrittomica intestinale in soggetti normopeso e obesi

Il microbiota intestinale è stato associato ad alterazioni nell’omeostasi energetica e glucidica. È noto che una condizione di disbiosi intestinale possa favorire stati di insulinoresistenza e promuovere l’insorgenza di sindrome metabolica ed obesità. Scopo dello studio è verificare l’impatto del microbiota sulla regolazione genica intestinale e sul metabolismo dell’ospite, attraverso uno studio integrato di metagenomica, trascrittomica e metabolomica. 42 pazienti (21F/21M, età 39/73 anni) sono stati sottoposti a biopsia di colon durante endoscopia, raccolta di campioni fecali, OGTT e clamp euglicemico iperinsulinemico (n=24). Il metagenoma è stato studiato mediante sequenziamento del 16SrRNA; la trascrittomica del colon mediante array di Affymetrix; il profilo metabolomico sierico con approccio untargeted mediante LC/MS e GC/M. La popolazione mostrava valori medi di BMI pari a 31.6±9.3 kg/m2, HOMA-IR 3.32± 2.20, Glucose Disposal Rate pari a 4.07±2.34 mg/kg/min, OGTT AUC 17369±4730 mg/dl/min. Mediante network analysis abbiamo individuato due cluster di geni che correlavano con BMI e HOMA-IR. L’analisi metabolomica ha identificato 474 metaboliti. L’analisi metagenomica ha identificato 7 Unità Operazionali Tassonomiche (OTU) che differivano significativamente nei soggetti con BMI>30 rispetto ai soggetti con BMI<25 (FDR<1%), la più significativa delle quali risultava quella composta da Prevotellaceae, ridotta negli obesi; nei soggetti con BMI>30 risultava invece incrementata l’OTU composta da Enterobacteriaceae. L’analisi con metodica Random Forest rivelava che i primi dieci discriminanti del BMI erano NCOA1, 1-Linoleyl-GPE 182, BAZ2A, NR1D2, phenylalanine, LOC100129361, indolepropionate, glutamate, gamma-glutamylphenylalanine, IL12B. Il nostro studio ha documentato un’espressione differenziale di cluster metagenomici, geni intestinali e metaboliti sistemici in soggetti obesi rispetto ai normopeso. Ulteriori analisi saranno condotte per valutare l’influenza del metagenoma sulla funzione di barriera intestinale e sul metabolismo.