Agosto 15, 2022

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Un’indagine sulla vita interiore rivela che gli esseri umani e i microbi residenti si adattano l’uno all’altro

Ci sono innumerevoli microrganismi dentro e su ogni essere umano – microrganismi che aiutano a modellare e dirigere la vita dei loro ospiti. Un fenomeno simile si verifica tra le persone, i microbi e le case che condividono.

Scritto nel numero del 24 giugno 2022 di Il progresso degli scienziatiScienziati dell’Università della California, della San Diego School of Medicine e altrove hanno riferito dell’impatto molecolare della vita all’interno e descrivono come la presenza degli esseri umani interagisce con i loro compagni microbici, alterando la biologia e la chimica della casa.

Gli autori suggeriscono che i risultati dovrebbero influenzare i futuri progetti di edifici.

Gli americani moderni trascorrono circa il 70% del loro tempo al chiuso, rimodellando il loro microbioma interno con gli input dei loro stessi corpi. Una ricerca limitata ha esaminato l’interazione tra gli esseri umani e le esposizioni indoor a specifici inquinanti, tossine e molecole, ma il nuovo studio documenta in modo più ambizioso come le persone influenzano la composizione molecolare e chimica complessiva di una casa attraverso attività di routine.

Una casa di prova pilota è stata allestita ad Austin, in Texas, durante l’estate del 2018. La casa è stata progettata per un uso normale e comprendeva bagni, cucina, aree di raccolta e di lavoro. I pernottamenti erano vietati, ma 45 partecipanti allo studio, oltre ai visitatori, trascorrevano del tempo a casa, occupando circa sei ore al giorno per 26 giorni, durante i quali svolgevano attività scritte, come cucinare, pulire e socializzare.

I ricercatori hanno campionato la distribuzione di molecole e microbi rilevabili nelle aree occupate della casa all’inizio dell’esperimento, chiamate T1, e di nuovo 28 giorni dopo, chiamate T2, in gran parte immergendo superfici ed eseguendo varie analisi genomiche, metaboliche e chimiche.

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Prima del T1, la casa veniva pulita a fondo con una soluzione di candeggina. Tuttavia, i ricercatori hanno affermato che sono ancora presenti tracce delle molecole associate agli esseri umani. Al T2, dopo quasi un mese di occupazione umana, la casa era viva con un’abbondanza di molecole, microbi e diversità, anche se con una distribuzione irregolare.

I ricercatori hanno trovato molecole associate a prodotti per la cura della pelle, cellule della pelle, farmaci (come antidepressivi e steroidi anabolizzanti), molecole di origine alimentare (come terpeni e flavonoidi), metaboliti umani o animali (molecole generate durante il metabolismo, come bile e grasso acidi) e aminoacidi, zuccheri e metaboliti microbici.

La maggior parte delle particelle della superficie interna erano prodotti naturali (particelle prodotte biologicamente anziché composti sintetici), alimenti, particelle esogene, prodotti per la cura personale e metaboliti artificiali, spesso associati alla materia fecale.

Il cibo, i microbi associati all’uomo, le feci, i materiali da costruzione, i microbi che crescono lì e i materiali da costruzione in condizioni di umidità erano le principali potenziali fonti.

Non sorprende che la cucina e i bagni fossero punti caldi per la diversità molecolare e microbica, anche se i numeri oscillavano man mano che le superfici venivano pulite e disinfettate. Gli autori spiegano: “Sembra che anche quando un sottoinsieme di sostanze chimiche viene rimosso a causa della pulizia, è solo temporaneo e/o parziale, con la somma totale dei processi di pulizia e delle attività umane in generale che determina un aumento dell’accumulo di sostanze chimiche più ricche. ” Ha scritto.

Le superfici che le persone toccano regolarmente, come tavoli, interruttori della luce e manopole, erano più abbondanti nella chimica molecolare e microbica. I pavimenti hanno mostrato una minore diversità molecolare, forse perché sono stati scansionati più spesso. Finestre, sedie e porte non toccate di routine dagli occupanti umani hanno mostrato il minimo cambiamento nella diversità chimica tra T1 e T2.

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Altri residenti

Naturalmente, le persone non erano gli unici occupanti della sala delle audizioni. I ricercatori hanno scoperto le superfici interne ricoperte di batteri, funghi e altri microbi, nonché i loro metaboliti. La pulizia regolare ha modificato e diversificato nel tempo questi gruppi microbici, consentendo a specie diverse di ricolonizzare gli spazi puliti.

Alla fine del periodo di test, meno della metà del microbioma originale rimaneva in casa, ma rappresentava più del 96% della vita microbica totale contata. La maggior parte del microbioma rilevato in T2 proveniva da due occupanti umani, principalmente specie commensali che vivono sulla pelle umana o nell’intestino. I microbi a vita libera associati all’ambiente sono stati eliminati attraverso le attività umane. In altre parole, purificato o espulso.

“Non sappiamo esattamente come i microbi correlati all’uomo eliminino i microbi ambientali perché possono verificarsi in molti modi, ma chiaramente lo fanno”, ha affermato Rob Knight, PhD, uno degli autori principali dello studio e direttore del Center for Microbiome Innovation. presso l’Università della California, San Diego. La comprensione di questo fenomeno sarà uno degli obiettivi principali della futura ricerca sulla microbiologia dell’ambiente costruito. »

Gli autori osservano che solo l’1% delle molecole rilevate all’interno può avere un impatto significativo sulla salute. Ad esempio, specie batteriche difficile Era legato alle particelle di caffè, una delle principali fonti di particelle di origine alimentare scoperte negli spazi chiusi. A casa, soprattutto in T2, difficile È stato osservato dentro e intorno all’area in cui veniva prodotto il caffè e si è scoperto che il genere cresceva nelle macchine da caffè. difficile Sono stati usati come probiotici nei polli e nelle api e possono anche aiutare la salute umana, coerentemente con i recenti rapporti secondo cui il consumo di caffè è associato a una migliore salute cardiovascolare e longevità.

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“Capire come le nostre osservazioni su esseri umani e microbi influenzano la composizione chimica di una casa dovrebbe influenzare la progettazione dei materiali da costruzione per migliorare la salute umana richiede ulteriori studi”, ha affermato il coautore Peter Dorstein, PhD, direttore del Centro collaborativo. per l’innovazione della spettrometria di massa presso la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences dell’Università della California, San Diego.

I coautori sono: Alexander A. Aksenov e Alexei a Melnik, l’Università della California a San Diego e l’Università del Connecticut; Rodolfo A. Salido, Caitriona Brennan, Asker Bregnerode, Andres Mauricio Carabalo Rodriguez, Julia M. Googlitz, Frank Legerovich, Delphine K. agricoltore, Colorado State University; e Marina E. Vance, Università del Colorado a Boulder.