Metabolismo del mercurio da parte dei batteri negli esseri umani

L'obiettivo generale di questo studio è indagare il ruolo dei microbi intestinali nel mediare il modo in cui gli esseri umani metabolizzano ed espellono il metilmercurio neurotossico ambientale (MeHg). L'esposizione al MeHg attraverso il consumo di pesce continua a rappresentare un rischio per la salute di molte popolazioni a livello globale. Permane una notevole incertezza nell'avvisare il pubblico sui rischi del mercurio associati al consumo di pesce. Una grande quantità di incertezza deriva dal fatto che è noto che il metabolismo e il tasso di eliminazione del MeHg variano ampiamente da individuo a individuo. Ciò si traduce nella possibilità che due individui che consumano la stessa quantità di pesce con la stessa frequenza possano, inconsapevolmente, sperimentare una differenza di 4 volte nell'accumulo di MeHg nei loro corpi. Pertanto, è necessaria una maggiore comprensione dei meccanismi del metabolismo e dell'eliminazione del MeHg, nonché lo sviluppo di strumenti per valutare queste caratteristiche nelle persone. La nostra premessa scientifica è che i microbi simbiotici nell'intestino umano sono necessari per l'efficiente biotrasformazione (demetilazione) e l'escrezione del MeHg tossico. In questo studio di intervento prospettico esamineremo la variazione della velocità con cui MeHg viene escreto, sia tra soggetti umani che all'interno di soggetti nel tempo, e la metteremo in relazione con l'attività di demetilazione di MeHg che è ospitata nei rispettivi microbi intestinali. Inoltre, attraverso l'intervento con un integratore alimentare prebiotico, indurremo un cambiamento nella composizione microbica intestinale all'interno dello stesso individuo e valuteremo se ne consegue un metabolismo MeHg più lento o più veloce. Con questi approcci otterremo campioni di microbioma intestinale che correlano con cinetiche di eliminazione di MeHg più veloci o più lente. Ci proponiamo quindi di identificare specifici generi e specie di batteri nell'intestino umano responsabili del metabolismo del MeHg. Lo faremo alimentando i volontari con farine di pesce con livelli documentati di tracce di MeHg che sono al di sotto di qualsiasi livello dannoso di esposizione. Successivamente misureremo i tassi cinetici di eliminazione di MeHg mediante analisi di spettrometria di massa delle ciocche di capelli. Campioneremo anche le feci dei soggetti come fonte del microbiota intestinale e come mezzo per analizzare l'entità del metabolismo del MeHg (demetilazione) che parallela alla sua eliminazione. I membri del team di studio presso la Montana State University esamineranno direttamente la capacità del microbiota intestinale umano di indurre l'attività di metabolizzazione del MeHg nei topi privi di germi a tassi che corrispondono a quelli osservati nel soggetto umano da cui è stato derivato. Parallelamente, utilizzeremo strategie basate sulla sequenza metagenomica per portare in coltura ceppi isolati di batteri intestinali umani e successivamente interrogare la loro attività di demetilazione del MeHg. Prevediamo che i nostri risultati porteranno a una comprensione più chiara delle basi microbiche del metabolismo del MeHg umano.