Il microbioma: probiotici e trapianto di feci, lo stile di vita modificabile

Tutti ne parlano, perfino le pubblicità, ma capire cosa sia la flora intestinale è per molti un’ardua impresa. L’idea che ci siano numerosi piccoli batteri diversi per forma e dimensione a popolare l’intestino e che la nostra vita dipenda da essi, è innovativa e tutto sommato recente. Se poi si aggiunge a ciò che il microbiota umano risulta differente da quello di altre specie ed è talmente importante da aver indotto la creazione dello “Human Microbioma Project” (analogo del progetto Genoma umano), questo non può che aprire nuovi ed ampi scenari.

L’uomo vive in un ambiente che non solo è popolato da microbi, ma che anzi è stato creato in prima istanza proprio per essi. Allo stesso modo, anche il tratto intestinale è stato sviluppato come un ambiente fortemente favorevole alla loro crescita, tant’è che possiamo trovarvi, già a partire dai primi attimi immediatamente successivi alla nascita, numerosi batteri (l’80% dei quali è anaerobio) che vivono in un magnifico esempio di mutualismo con virus e miceti.

L’importanza del microbioma era nota fin dai tempi dello scienziato danese Hans Christian Gram, ma la difficoltà di creare colonie in vitro ha precluso per lungo tempo studi più approfonditi. Grandi passi avanti si sono compiuti a partire dal 1977, quando Whose e Fox descrissero una tecnica di filogenetica batterica basata sul sequenziamento dell’RNA ribosomiale, in particolare 16S rRNA, una molecola altamente rappresentata e conservata nel mondo batterico ma al contempo dotata di elevata variabilità e che permette dunque di suddividerlo in varie famiglie. L’utilizzo di questa tecnica si è rivelato fondamentale dal punto di vista filogenetico, sebbene risulti carente qualora si voglia studiare la fisiologia e l’ecosistema microbico. Infatti, la possibilità di indagare le caratteristiche fisiologiche peculiari e di raffrontarle con quelle di una grande comunità è stato possibile grazie all’avvento del next generation sequencing (NGS) e della metagenomica. Quest’ultima, in particolare, è una metodica biotecnologica che ha permesso di analizzare organismi diversi direttamente nel loro habitat senza necessità di coltivarli. E’ stato inoltre possibile identificare nuovi geni, famiglie di geni e relative proteine non decodificate.

La composizione del microbiota umano non è univoca in quanto ogni distretto, che sia il cavo orale, la zona riproduttiva o l’apparato gastro-intestinale, possiede una peculiare flora batterica. Si può dunque intuire come l’analisi del microbioma sia pima di tutto improntata alla ricerca di differenze nella sua composizione in riferimento sia al singolo individuo, sia alla popolazione nel suo insieme. Tali diversità possono essere fisiologiche, ovvero correlate a condizioni spaziali, temporali, stagionali ma anche di sviluppo, ormonali o legate all’assunzione di farmaci.

Possiamo dunque identificare due principali grandi filoni: quello riguardante le variazioni intra-individuali, che si possono riconoscere come alterazioni legate all’età e allo sviluppo (prima tra tutte il cambiamento che avviene nel neonato che passa dall’ambiente intrauterino, nel quale ha un tratto gastrointestinale del tutto vergine, all’ambiente esterno, dove viene subito colonizzato), e quello focalizzato sulle variazioni inter-individuali, ovvero sulle differenze di composizione che intercorrono tra individui diversi.

Dagli studi è emerso che il microbioma di un intestino sano è costituito al 90% dai membri di due phyla, Bacteroides e Firmicutes, e che la maggior parte della popolazione ha una rappresentazione simile dei due. Nel 2011 Arumugan ha identificato tre distinti cluster batterici, definiti enterotipi: Bacteroides (più presenti negli individui con una dieta a base di grassi e proteine), Prevotella (più presenti in diete con carboidrati o zuccheri semplici) e Ruminococcus (implicato nella degradazione delle mucine ma non ad un tipo cibo in particolare). Dall’analisi di queste differenze ha preso l’avvio nel 2007 il “Human Microbioma Project” (HMP) e nel 2009 “MetaHIT”, l’analogo progetto europeo. Lo scopo di questi due lavori è quello di indagare la funzione del microbioma e valutare quale sia la sua implicazione nella biologia umana, comprendendo in particolare la relazione con la salute e la malattia.

Le prime evidenze che sono emerse dall’HMP hanno sancito come il microbioma di un intestino sano presenti notevoli differenze rispetto a quello di un intestino malato. Si è scoperto inoltre come i cambiamenti di dieta o la manipolazione del microbioma intestinale possano essere altamente favorevoli nella risoluzione di patologie infiammatorie croniche dell’intestino (come morbo di Chron) e siano auspicabili anche nella complessa patologia diabetica.

È in questo frangente che si inseriscono i probiotici: microrganismi vivi che migliorano il bilancio della flora intestinale. Questo è stato dimostrato da svariati esperimenti in vitro (quali test sulla resistenza al pH acido dello stomaco e sulla capacità di raggiungere l’intestino per esercitare gli effetti benefici sul corpo umano) e in vivo. La maggior parte dei probiotici sono batteri che producono acido lattico (Lactobacillus) oppure membri del genere Bifidobacterium. E’ stato osservato che queste preparazioni possono prevenire o migliorare il corso della sindrome del colon irritabile, dell’enterocolite infiammatoria e necrotizzante e della diarrea acuta (limitandosi alle malattie del tratto intestinale). In particolare, essi regolando l’equilibrio del microbiota intestinale e impedendo fisicamente l’adesione delle specie patogenetiche alle cellule epiteliali, favoriscono la produzione della barriera mucosale da parte delle cellule caliciformi mucipare e aumentano la formazione di tight-junctions fra le cellule.

Attraverso il ruolo immunomodulatorio dei probiotici, inoltre, non solo si osserva una diminuita produzione di citochine pro-infiammatorie ma vengono attivate citochine anti-infiammatorie. La loro azione si manifesta non soltanto a livello del colon, ma si è anche evidenziato un beneficio in ambito dermatologico (in particolare per quanto riguarda gli eczemi pediatrici) e ginecologico (vaginiti ed infertilità).

Un altro possibile metodo per modificare la flora batterica intestinale è la cosiddetta batterioterapia tramite trapianto di feci. Essa è basata sui risultati emersi da MetaHIT, secondo cui il trapianto di feci trova impiego laddove il rimaneggiamento del microbiota non possa avvenire tramite utilizzo di probiotici, poiché questi impiegano settimane per proliferare e produrre i loro effetti benefici. Il primo passo per un trapianto di feci efficace è la selezione del donatore, che di solito rientra nel nucleo familiare del ricevente (in modo da ridurre il più possibile il rischio di trasmissione di patogeni ed eventuali ulteriori malattie).

Il candidato dovrà in ogni caso essere “screenato” secondo le abitudini alimentari, sessuali, , la loro storia clinica e tutti quei fattori che possono eventualmente alterare l’efficacia della donazione. L’inserimento del materiale fecale può prevedere procedure differenti (tramite sondino nasogastrico, esofagogastroduodenoscopia, colonscopia), scelte in relazione alla malattia per la quale il trapianto di feci viene messo in atto.

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La diarrea da Clostridum difficile è sicuramente, fra tutte le patologie del tratto intestinale, quella che ha dato i risultati più incoraggianti a seguito del trattamento con questa tecnica.

Soprattutto se si considera che la terapia classica con antibiotici (metroinidazolo e vancomicina) oltre a non garantire l’eradicazione del clostridio, compete con il microbioma del paziente alterandolo enormemente e contribuendo alla insorgenza di patologie infiammatorie croniche del tratto intestinale. Attraverso la batterioterapia tramite trapianto di feci (esofagogastroduodenoscopia o colonscopia) si osserva un tasso di guarigione pari del 82%. La procedura appare piuttosto sicura e con minime controindicazioni (3 pazienti su 317 trattati presso il Centro per le malattie digestive e gastriche, CDD, in Australia hanno sviluppato peritoniti, sanguinamenti o altri fenomeni infiammatori).

Purtroppo, per quanto i dati di FMT (fecal material trasplatation) siano davvero incoraggianti, ad oggi non sono ancora sufficienti per escludere eventuali effetti collaterali a lungo termine.

In fin dei conti potremmo scherzosamente rivisitare il detto mens sana in corpore sano, in intestinum sanum in corpore sano. Il progetto microbioma umano americano è ora giunto alla fase due e, sebbene risulti ancora lungi dall’essere terminato, ha dato l’ispirazione per l’avvio di vari altri progetti in tutto il mondo. Tra questi non si può dimenticare il progetto microbioma italiano che si prefigge lo scopo di analizzare i vari enterotipi di microbioma della popolazione italiana. Da questi progetti si potrà perciò finalmente capire cosa avviene all’interno del nostro intestino e in che modo questi eventi possano influenzare la nostra salute e l’insorgenza delle malattie.

Marta Seca

Bibliografia:

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http://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085(13)01279-1/pdf

Author: Filippo

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