Un articolo appena pubblicato sulla rivista Critical Reviews in Food Science and Nutrition propone una nuova frontiera per la ricerca in nutrizione: usare le tecnologie di analisi a singola cellula per capire, con un livello di dettaglio mai raggiunto prima, come i nutrienti influenzano la nostra salute.
Il punto di partenza è semplice ma rivoluzionario. Finora la maggior parte degli studi ha analizzato i tessuti “in blocco”, ottenendo risultati mediati tra migliaia di cellule diverse. In questo modo, però, si perdono le sfumature: non tutte le cellule reagiscono allo stesso modo a un alimento o a un contaminante alimentare, e quelle differenze possono essere decisive. Le tecniche omiche a singola cellula o “single-cell omics” – che permettono di studiare il DNA, l’RNA, le proteine o i metaboliti di ogni singola cellula – consentono di osservare queste variazioni in modo diretto.
Secondo gli autori, queste tecnologie rappresentano un vero cambio di paradigma perché superano i limiti dei modelli animali e delle colture cellulari tradizionali, che spesso non riproducono fedelmente la fisiologia umana. L’idea è combinare le analisi a singola cellula con i tessuti umani derivanti da biopsie mini-invasive o con modelli avanzati derivati da cellule umane, come gli organoidi (mini-organi coltivati in laboratorio) o i sistemi organ-on-chip, che simulano il funzionamento dei nostri tessuti in condizioni controllate. Queste piattaforme permettono di studiare in modo realistico l’effetto di nutrienti, integratori e contaminanti sull’organismo umano, contribuendo a ridurre l’affidamento alla sperimentazione animale.
Il lavoro riassume i progressi già in corso in vari ambiti. Le analisi genetiche e epigenetiche a singola cellula stanno aiutando a capire perché ognuno di noi reagisce in modo diverso alla stessa dieta. La trascrittomica, che analizza l’attività dei geni cellula per cellula, sta rivelando nuovi dettagli sui meccanismi di assorbimento intestinale o sulle risposte immunitarie a specifici alimenti. Le analisi proteomiche e metabolomiche consentono invece di misurare, nelle singole cellule, le variazioni di proteine e metaboliti legate all’alimentazione, mentre lo studio a singola cellula del microbioma apre prospettive per personalizzare gli interventi nutrizionali tenendo conto della flora intestinale di ciascuno.
Gli autori sottolineano però che la strada non è priva di ostacoli. Servono protocolli standardizzati per gli esperimenti nutrizionali, strumenti informatici capaci di integrare grandi quantità di dati diversi e, soprattutto, un cambio culturale: il mondo della ricerca deve superare la dipendenza dai modelli animali e investire di più in metodologie focalizzate sulla specie umana.
Le raccomandazioni finali dell’articolo sono chiare:
- sviluppare e diffondere piattaforme basate su cellule umane, come organoidi e organ-on-chip, per studiare le interazioni tra nutrienti e cellule in modo più realistico;
- creare biobanche di tessuti umani collegate a informazioni cliniche e dietetiche, per rendere i dati più rappresentativi della popolazione;
- favorire la collaborazione tra nutrizionisti, biologi, bioingegneri e informatici;
- incoraggiare finanziamenti e valutazioni scientifiche che premiano l’innovazione e la pertinenza per la salute umana.
In conclusione, la single-cell omics sta aprendo una nuova fase nella scienza della nutrizione. Capire come ogni cellula risponde ai nutrienti significa poter individuare precocemente i segnali di beneficio o rischio, migliorare la precisione degli interventi dietetici e avvicinarsi a una nutrizione davvero personalizzata e basata sulla biologia umana, non su modelli semplificati o animali.
Articolo originale:
Cassotta M, Armas Diaz Y, Cianciosi D, Yang B, Qi Z, Chen G, Gracia Villar S, Dzul Lopez LA, Grosso G, Quiles JL, Xiao J, Battino M, Giampieri F. Single-cell omics for nutrition research: an emerging opportunity for human-centric investigations. Crit Rev Food Sci Nutr. 2025 Nov 1:1-15. doi: 10.1080/10408398.2025.2566387. Epub ahead of print. PMID: 41176166.
