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Il corpo umano ospita una grande varietà e quantità di microrganismi che costituiscono il microbiota intestinale. Esso svolge importanti funzioni: fornisce nutrienti all’ospite, aiuta nella digestione di componenti complessi contenuti nei cibi, costituisce una barriera contro l’invasione di microrganismi patogeni e contribuisce al mantenimento dell’omeostasi immunitaria. In molti studi, è stato dimostrato come i composti ingeriti con la dieta possano andare a modificare la composizione e l’attività del microbiota intestinale e quindi lo stato di salute dell’ospite. Ne sono un esempio la carne e la lecitina da cui vengono rilasciate piccole molecole quali la carnitina e la colina metabolizzate da parte del microbiota intestinale, con produzione di trimetilammina (TMA). Questa piccola molecola viene ossidata a livello del fegato a TMA-N-ossido (TMAO), correlata a patologie coronariche ed alla genesi di eventi cardiovascolari avversi. Secondo l’OMS, le malattie cardiovascolari rimangono tuttora la principale causa di morte nel mondo, e in particolare nei paesi sviluppati.
In questo lavoro sperimentale si è voluto studiare, utilizzando un modello in vitro di fermentazione intestinale, il comportamento di alcune specie batteriche del microbiota in relazione al metabolismo della colina. Per raggiungere tale obiettivo, le popolazioni microbiche contenute in feci umane sono state messe in coltura tipo batch con controllo di pH, in anaerobiosi stretta ed a temperatura controllata, in presenza di colina o di un digerito di carne, confrontati con l’effetto prebiotico dell’inulina. Alcune colture inoltre sono state allestite in presenza di acqua deuterata. Sono stati valutati il cambiamento della popolazione microbica, il consumo di colina e la produzione di TMA, oltre a misurare l’incorporazione del deuterio da parte dei microorganismi. Per misurare le modifiche di diverse popolazioni batteriche è stata utilizzata l’ibridazione in situ con sonde fluorescenti (FISH) di specifiche sequenze dell’rRNA 16S. Per determinare l’attività metabolica in relazione alla colina e alla TMA sono stati utilizzati, rispettivamente, un saggio enzimatico spettrofotometrico e l’analisi gas-cromatografica accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS). Sono state quantificate le concentrazioni della TMA prodotta durante le 24 ore di fermentazione, ed il consumo di colina libera. Si è potuto così osservare il consumo di colina in concomitanza con la produzione di TMA. Inoltre si è verificata la presenza di batteri appartenenti ai generi Clostridium e Desulfovibrio, e alla famiglia delle Enterobacteriaceae possibilmente coinvolte nel metabolismo della trasformazione della colina.