L'ecosistema intestinale umano ospita una comunità dinamica e complessa di microrganismi, sia dal punto di vista tassonomico che funzionale. L'interazione tra questo microbiota e l'ospite non solo influisce in modo significativo sulla funzionalità del tratto digestivo, ma svolge anche un ruolo chiave in molte risposte immunologiche e fisiologiche. Molti batteri e loro metaboliti sono stati positivamente correlati alla prevenzione di diverse malattie come diabete, obesità, colite ulcerosa, cancro del colon, sindrome dell'intestino irritabile, e malattie neurodegenerative e cardiovascolari. La dieta ha un ruolo centrale nel determinare l'assemblaggio e l'evoluzione del microbiota intestinale. Di conseguenza, la modulazione del microbiota intestinale è considerata una promettente strategia a tutela della salute. Sebbene la fermentazione sia un processo noto per la capacità di migliorare la biodisponibilità di nutrienti, composti bioattivi e prebiotici, rimane ancora da approfondire l'effetto degli alimenti fermentati e dei singoli ingredienti sull'ecosistema intestinale.  

In questo contesto, il Centro ha l’obiettivo di aprire una finestra sull'evoluzione ecologica e sui plausibili meccanismi di assemblaggio del microbioma intestinale mediante l’impiego del Simulatore dell'Ecosistema Microbico Intestinale Umano (SHIME). Il simulatore SHIME rappresenta un modello dinamico, rappresentativo e scientificamente validato del tratto gastrointestinale umano in cui il microbiota intestinale è riprodotto a partire da un campione fecale. La ricerca in vitro con l'utilizzo del modello SHIME non è solo il complemento di studi in vivo, ma è il metodo ad oggi più promettente per mappare l'effetto di singoli alimenti, ingredienti o probiotici escludendo a priori le interferenze di altri fattori dietetici e attenuando i condizionamenti dovuti alla fisiologia umana. Questa tecnologia permetterà di studiare a fondo, sia sul breve che sul medio termine, i cambiamenti dell'ecosistema orchestrati dall'assunzione di alimenti fermentati a livello della composizione e funzionalità del microbioma. Inoltre, la digeribilità dei nuovi alimenti fermentati in termini di bioaccessibilità e biodisponibilità dei nutrienti sarà completamente caratterizzata attraverso il modello ESIN, che oggi rappresenta il più avanzato modello dinamico in vitro controllato al computer dello stomaco e dell'intestino tenue umano.