• Stato dell’arte
    La sopravvivenza dei rinoceronti bianchi è a rischio anche a causa di una scarsa fertilità. La dieta a base di fitoestrogeni somministrata agli esemplari in cattività potrebbe essere coinvolta in questo fenomeno.

  • Cosa aggiunge questa ricerca
    Con questo studio è stato comparato il profilo batterico e fito-estrogenico fecale di esemplari di rinoceronte bianco del Sud con quelli di un’altra specie alimentati con la stessa dieta.

  • Conclusioni
    La fertilità dei rinoceronti bianchi non varia solo in base al profilo estrogenico, ma anche in base all’abbondanza di determinati taxa batterici. L’efficacia riproduttiva potrebbe dipendere quindi dalle trasformazioni dei fitoestrogeni microbioma-dipendenti.



Per specie a rischio estinzione, il successo riproduttivo è un aspetto fondamentale, anche tra gli esemplari in cattività. Per i rinoceronti bianchi del Sud (
Ceratotherium simum simum) il problema della fertilità è ancora più accentuato e varia non solo in base al profilo fito-estrogenico fecale, ma anche in funzione dell’abbondanza di certi taxa batterici implicati nella trasformazione dei fitoestrogeni introdotti con la dieta.

È quanto dimostra lo studio coordinato da Candace L. Williams dell’Institute for Conservation Research dello zoo di San Diego, negli Stati Uniti e pubblicato su mBio.

Bracconaggio, lunga durata della gestazione e ridotta fertilità in cattività sono tutti fattori che spingono verso una possibile estinzione degli esemplari di rinoceronte bianco del Sud (SWR, southern white rinocerons). Ricercando possibili soluzioni, studi precedenti hanno indicato la dieta somministrata in cattività come potenziale responsabile della riduzione della fertilità, essendo molto più ricca di fitoestrogeni (soia, legumi ecc.) di quella naturale.

I fitoestrogeni, infatti, presentando una struttura molto simile agli estrogeni endogeni, possono legarsi ai recettori estrogenici alterando la funzionalità endocrina e riproduttiva.

Tale problematica non si riscontra, invece, con esemplari di altre specie, per esempio il rinoceronte indiano (GOHR, Rhinoceros unicornis), che, sebbene vengano alimentate con la stessa dieta, hanno una buona fertilità. Quello che potrebbe cambiare è il corredo batterico. I fitoestrogeni sono infatti metabolizzati a livello intestinale da determinati taxa.  

Scopo dello studio è stato quindi quello di comparare la composizione del microbiota fecale di esemplari SWR (n=6) e GOHR (n=2) associandolo ai rispettivi profili di fitoestrogeni e loro metaboliti.  Di seguito i risultati ottenuti.

Analisi del microbioma fecale

Dai campioni fecali raccolti (n=42 per SWR, n=16 per GOHR) è stato inizialmente ricostruito il profilo batterico dal quale è emerso che:

  • i campioni GOHR hanno una diversità inter-individuale maggiore, sebbene quelli di SWR abbiano registrato un numero di OTUs unici più elevato
  • struttura e composizione della comunità fecale hanno presentato differenze significative a livello di phylum, famiglia e OTUs. La variazione è principalmente da attribuire a membri di Bacteroides (55% in SWR vs 30% in GOHR) e Firmicutes (33% in SWR vs 55% in GOHR)

Profilo fito-estrogenico fecale

Dall’analisi dei fitoestrogeni e dei loro metaboliti presenti nelle feci si è visto che, a differenza del microbioma, il profilo fito-estrogenico è complessivamente comparabile tra le due specie, seppur con alcune variazioni:

  • equolo, enterolattone, metossicomestrolo e comestrolo hanno registrato valori maggiori nel gruppo GOHR
  • il livello di fitoestrogeni e metaboliti secreti è più elevato nel gruppo GOHR
  • 77 OTUs, significativamente più abbondanti nel gruppo SWR, hanno riportato correlazione significativa con la concentrazione di almeno uno dei fitoestrogeni esaminati. Di questi, 11 hanno mostrato associazione con i composti originatori, mentre i restanti 66 con i metaboliti
  • Dei 66 OTUs correlati con metaboliti, 27 con correlazione negativa sono risultati circa 4 volte più abbondanti nel gruppo SWR. Di contro, molto meno espressi nello stesso gruppo sono risultati i 41 OTUs con correlazione positiva

Non essendo emersa alcuna variazione significativa tra le due specie, i ricercatori hanno proseguito con un’analisi per cluster individuando tre distinti profili fito-estrogenici (A, B, C) rappresentanti i metaboliti fecali più comuni in entrambe le specie.

  • l’equolo si è mostrato il metabolita predominante nei profili B e C seppur con concentrazione doppia nel secondo caso (8.884 vs 4.254 circa)
  • il profilo A è invece risultato dominato dall’enterolattone (circa 1.510)
  • svariati taxa batterici hanno mostrato alterata espressione in base al profilo fitoestrogenico di appartenenza, mentre nessun contributo alla variazione è venuto dai singoli OTUs

Si è poi verificata l’eventuale interazione tra fitoestrogeni e recettori per estrogeni endogeni (estrogenicità relativa) dei tre profili, testando in vitro l’attivazione dei rispettivi recettori (ER-alpha, ER-beta). Tutti i profili hanno dimostrato di interagire e attivare i recettori ERs.

Nel dettaglio:

  • il profilo C espresso dagli esemplari SWR, soprattutto il metabolita 17beta-estradiolo,  si è mostrato l’agonista più potente per entrambi gli ERs
  • analogamente, il 17beta-estradiolo del profilo B-SWR ha mostrato la massima attivazione di ER-alpha, leggermente inferiore di ER-beta
  • il profilo A ha invece mostrato migliore attivazione degli ER-beta espressi da esemplari GOHR

Fertilità e profilo fito-estrogenico

È stata infine valutata la correlazione tra profilo fito-estrogenico di appartenza (A, B, C) e fertilità intesa come gravidanze e numero di figli, sia durante il periodo di studio sia durante tutta la vita dell’animale.

  • il numero di figli avuto durante lo studio non ha mostrato notevoli variazioni in base al profilo fito-estrogenico
  • di contro, il profilo A ha registrato il minor tasso di gravidanze durante lo studio, e il C quello maggiore
  • il profilo C ha raggiunto i migliori risultati sia in termini di gravidanze e di numerosità della prole durante tutta la vita
  • i membri degli OTU46 e OTU97 hanno mostrato correlazione significativa con un incremento di fertilità, mentre i membri di OTUs 34, 42, 92 e 193 correlano con la una fertilità ridotta
  • solo gli OTUs negativamente correlati con la fertilità hanno mostrato anche interazioni significative con i metaboliti esaminati, equolo ed enterolattone in particolare

In conclusione, dunque, oltre alla differente sensibilità recettoriale ai fitoestrogeni specie-dipendente, il successo riproduttivo sembrerebbe essere veicolato anche dalla trasformazione dei fitoestrogeni da parte del microbioma intestinale.

Seppur preliminare, questo studio mette in luce quindi una relazione tra fertilità e metabolismo dei fitoestrogeni batterio-mediato non ancora esplorato.

Ulteriori studi sono tuttavia necessari al fine di impostare nuove strategie di incremento della riproduzione dei rinoceronti bianchi del Sud, potenzialmente basate sul microbioma.

VIAmBio
Laureata in Farmacia, Master di I^ livello in Ricerca Clinica presso l'Università di Milano. Borsista in Ricerca Biomedica dal 2017 al 2018 presso l'Istituto Mario Negri IRCCS, ha intrapreso il percorso di dottorato in Scienze Farmaceutiche all'Università di Milano.