I ricercatori della Facoltà di Medicina Azrieli dell’Università Bar-Ilan hanno ora identificato un potenziale legame tra ASD e la composizione del microbioma intestinale. Il disturbo dello spettro autistico (ASD), una condizione dello sviluppo neurologico caratterizzata da ridotta comunicazione sociale e comportamenti ripetitivi, incuriosisce da tempo gli scienziati che cercano di svelarne i meccanismi sottostanti.
Potenziale legame tra ASD e la composizione del microbioma intestinale
I ricercatori hanno analizzato la diversità del microbioma intestinale in una coorte israeliana di 96 individui con diagnosi di ASD e 42 individui neurotipici. I loro risultati, recentemente pubblicati sulla rivista npj Biofilms and Microbiomes , evidenziano differenze significative sia nella diversità alfa che beta negli individui con ASD e identificano tipi specifici di batteri che si trovano in maggiore abbondanza negli individui con autismo.
Le scoperte chiave includono un aumento inaspettato della diversità alfa, una misura della diversità microbica e un notevole aumento dell’abbondanza relativa del phylum Bacteriodetes e del genere Bacteroides negli individui con ASD. Tradizionalmente, la diminuzione della diversità alfa è stata associata a una salute compromessa in varie condizioni.
Tuttavia, la maggiore diversità alfa osservata nella coorte ASD mette in discussione le nozioni prevalenti, soprattutto considerando la sua potenziale connessione con le malattie neurologiche. I batterioidi, normalmente presenti nel microbioma intestinale umano, possono avere un impatto svantaggioso sulla salute se aumentati in abbondanza.
Per studiare le potenziali conseguenze funzionali di questi cambiamenti nel microbioma, i ricercatori hanno condotto esperimenti su topi neonati. I topi trattati con Bacteroides fragilis alla nascita hanno mostrato disfunzioni del comportamento sociale, aumento dei comportamenti ripetitivi e disregolazione dell’espressione genica.
“La nostra ricerca suggerisce che una sovrabbondanza di Bacteriodes, in particolare nei primi anni di vita, può avere conseguenze funzionali per gli individui con ASD. Ciò getta nuova luce sulla complessa interazione tra il microbioma e lo sviluppo neurologico negli individui con ASD”, ha affermato il ricercatore principale dello studio, il Prof. Evan Elliott, della Facoltà di Medicina Azrieli dell’Università Bar-Ilan. Lo studio è stato condotto in collaborazione con il Prof. Omry Koren, esperto di microbioma presso la Facoltà di Azrieli.
Curiosamente, questi effetti sono stati osservati principalmente nei topi maschi , mentre i topi femmine non mostravano deficit comportamentali, suggerendo che i maschi potrebbero essere più suscettibili ai fattori ambientali che contribuiscono all’ASD. La ricerca sottolinea l’importanza di ulteriori indagini sugli aspetti specifici del sesso dell’ASD e sul potenziale ruolo della composizione microbica.
Le implicazioni di questa ricerca si estendono oltre il laboratorio, offrendo potenziali strade per ulteriori esplorazioni sugli effetti a lungo termine degli interventi microbici durante le prime fasi dello sviluppo e le loro implicazioni per lo sviluppo del cervello.
Una nuova ricerca ha identificato variazioni significative nel microbioma intestinale di individui che hanno sviluppato lesioni precancerose del colon, suggerendo una potenziale connessione tra i batteri intestinali e l’insorgenza di lesioni e tumori del colon-retto. Questi risultati, presentati alla UEG Week 2023 , aprono nuove promettenti strade per migliorare l’individuazione e la prevenzione del cancro del colon-retto.
Lo studio prospettico su larga scala, che ha coinvolto 8.208 partecipanti, ha collegato i dati del progetto microbioma olandese con il database patologico nazionale olandese per identificare tutti i casi registrati di biopsie del colon negli ultimi cinquant’anni.
I ricercatori hanno analizzato la funzione e la composizione del microbioma intestinale di individui che hanno sviluppato lesioni precancerose del colon-retto prima del campionamento fecale tra il 2000 e il 2015 (n=214), nonché di coloro che hanno sviluppato lesioni dopo il campionamento fecale tra il 2015 e il 2022 (n=305 ).
Questi gruppi sono stati poi confrontati con individui con risultati normali della colonscopia (n = 202) e con la popolazione generale. Per ottenere una visione più approfondita del ruolo del microbioma intestinale, i ricercatori stanno anche esaminando specifici ceppi batterici e le loro funzioni all’interno dell’intestino ricostruendo i loro genomi da dati metagenomici.
I risultati hanno rivelato che gli individui che hanno sviluppato lesioni del colon dopo il campionamento fecale hanno mostrato una maggiore diversità nel loro microbioma intestinale rispetto a quelli che non hanno sviluppato lesioni. Inoltre, la composizione e la funzione del microbioma differivano tra gli individui con lesioni preesistenti o future e variavano in base al tipo di lesione.
In particolare, le specie batteriche della famiglia delle Lachnospiraceae e dei generi Roseburia ed Eubacterium sono state collegate al futuro sviluppo di lesioni.
Il dottor Gacesa, del Centro medico universitario di Groningen e autore principale dello studio, ha commentato: “Anche se non abbiamo studiato i meccanismi in questo studio, è noto da ricerche precedenti che alcune delle specie batteriche identificate potrebbero avere proprietà che potrebbero contribuire alla sviluppo di lesioni colorettali.”
“Un batterio chiamato Bacteroides fragilis, ad esempio, è noto per produrre una tossina che può portare a un’infiammazione cronica di basso grado nell’intestino. Si ritiene che un’infiammazione prolungata sia potenzialmente genotossica e cancerogena, il che significa che può causare danni genetici e favorire il cancro . ”
Il cancro del colon-retto rappresenta un grave problema sanitario in tutta Europa, essendo il secondo tumore più diffuso e la seconda causa di morte correlata al cancro. Si sviluppa tipicamente da lesioni precancerose all’interno dell’intestino, rendendo la rimozione di queste lesioni una strategia efficace per prevenire il cancro del colon-retto. Tuttavia, i metodi di rilevamento non invasivi esistenti, come il test immunochimico fecale, producono un numero elevato di falsi positivi, portando a colonscopie non necessarie.
Discutendo le implicazioni dei risultati dello studio, il dottor Gacesa ha affermato: “La connessione tra il microbioma intestinale e le lesioni precancerose è stata sottoesplorata, lasciando incertezza sul fatto che i batteri intestinali possano predire la futura insorgenza del cancro del colon-retto. I nostri risultati suggeriscono che il microbioma potrebbe rappresentare uno strumento prezioso per migliorare i test esistenti, facendo avanzare i metodi di diagnosi precoce delle lesioni precancerose e del cancro del colon-retto.”
La variazione del microbioma intestinale associata alla razza e all’etnia si manifesta dopo i tre mesi di età e persiste per tutta l’infanzia. Bordenstein della Pennsylvania State University, Stati Uniti, e colleghi.
La variazione del microbioma umano è stata collegata all’incidenza, alla prevalenza e alla mortalità di molte malattie ed è nota per essere associata alla razza e all’etnia negli Stati Uniti. Tuttavia, in questo contesto la razza e l’etnia sono considerate indicatori di un’esposizione iniqua ai determinanti sociali e ambientali della salute a causa del razzismo strutturale. Non è chiaro quando queste differenze nel microbioma si manifestino durante lo sviluppo e come siano correlate alle prime esperienze di vita, compreso il razzismo.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato i dati di otto studi precedenti che, in totale, includevano 2.756 campioni di microbioma intestinale di 729 bambini di età compresa tra la nascita e i 12 anni. Complessivamente, il 17,2% dei campioni proveniva da individui non bianchi e il 14,3% dei campioni proveniva da individui ispanici.
Un modello di apprendimento automatico che ha analizzato i dati ha identificato la variabilità associata alla razza e all’etnia all’età di tre mesi o poco dopo e ha potuto distinguere la razza e l’etnia dei partecipanti con una precisione dell’87% in base ai loro microbiomi. Alcune delle specie batteriche più importanti in questa previsione erano anche associate all’allattamento al seno e al metodo di parto (taglio vaginale vs cesareo).
Dei 57 tipi di batteri che variavano in abbondanza tra i bambini di diverse categorie razziali autoidentificate, 19 erano stati precedentemente identificati come differenzialmente abbondanti tra individui adulti bianchi e neri.
“In particolare, i nostri risultati non supportano la variazione associata alla razza o all’etnia che appare alla nascita o subito dopo, quando si prevede che i meccanismi da madre a bambino e altri meccanismi di trasmissione microbica verticale siano più forti”, affermano gli autori.
“Invece, è molto probabile che fattori esterni stiano modellando la variazione del microbioma associata alla razza e all’etnia entro tre mesi o subito dopo. I nostri risultati evidenziano l’impulso ad aumentare la diversità degli individui inclusi negli studi sulle scienze del microbioma e supportano la richiesta di studi che indaghino come il razzismo strutturale e altre disuguaglianze strutturali influenzano la variazione e la salute del microbioma”.
Mallott dice: “Le differenze che vediamo non sono presenti alla nascita, o anche poco dopo. Solo due degli 82 microbi che differiscono in base alla razza o all’etnia sono microbi trasmessi per via materna. La stragrande maggioranza sono tutti microbi che otteniamo dall’ambiente.”
Bordenstein aggiunge: “L’analisi presentata in questo articolo evidenzia che gli studi sul microbioma umano hanno un imperativo urgente nel dare priorità alla diversità e alle scienze sociali nella ricerca fin dai primi anni di vita. Vogliamo eventualmente tradurre le diverse scoperte sul microbioma nel plasmare il futuro della precisione sanitaria, delle politiche ed equità nella diversità di tutti noi.”
