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Microbiota intestinale: in salute e in malattia

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Microbiota intestinale: in salute e in malattia

  1. 1. Microbiota intestinale: in salute e in malattia Serena Galiè LA MICROBIOLOGIA A 360°
  2. 2. Ognuno di noi è un «superMICROrganismo» Microbiota umano: il complesso delle comunità di microrganismi simbiotici, commensali e patogeni che convivono con il nostro corpo. Sono inclusi batteri, funghi, parassiti e virus
  3. 3. Il microbiota umano in numeri • Il microbiota umano è composto da 10-100 trilioni di cellule microbiche simbiotiche, prevalentemente batteri, in gran parte presenti nel nostro intestino. • Il nostro corpo è caratterizzato da 1.3 volte più cellule microbiche che umane con una massa corrispondente all’ 1-3% del nostro peso totale. • La riserva genetica del microbiota umano ci rende unici. Solo nell’intestino sono stati riportati 3.3 milioni di geni microbici, in comparazione ai 22000 geni del genoma umano. • Per genetica ci differenziamo solo per lo 0.1%, mentre la variabilità inter-individuale sale all’80-90% se consideriamo il microbioma.
  4. 4. Il microbiota lungo il tratto digerente Bocca, cavità orale • Più di 6 milioni di microrganismi appartenenti a 5 principali philum batterici: Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria e Fusobacteria. • Diverse comunità di microrganismi definiscono diversi ecosistemi della mucosa orale, del denti e della lingua. • Streptococcus è il genere dominante.
  5. 5. Il microbiota lungo il tratto digerente Stomaco • L’ambiente acido dello stomaco determina una bassa diversità del microbioma, sebbene non meno importante. • L’ Helicobacter pylori, determina l’abbassamento dei livelli di grelina, un ormone coinvolto nella regolazione dell’appetito. • L’uso sregolato di antibiotici ha quasi totalmente debellato H. pylori obesità infantile.
  6. 6. Il microbiota lungo il tratto digerente Intestino (tratto colon-retto) • Il tratto del colon-retto del nostro intestino è l’ecosistema microbiotico più ricco del nostro corpo. • I due principali philum presenti sono Firmicutes e Bacteroidetes. Il loro rapporto è variabile tra gli individui e gioca un ruolo importante nell’obesità. • Il microbiota intestinale è coinvolto in diverse funzioni metaboliche: produzione di vitamine, decomposizione di composti chimici e alimenti non digeribili dal nostro organismo. • Collaborazione con il sistema immunitario per l’eliminazione di patogeni, la stimolazione e maturazione delle cellule del sistema immune,
  7. 7. Microbiota intestinale e malattie correlate Apparato digerente • IBM • Obesità e malattie metaboliche • Tumori gastrointestinali
  8. 8. Malattia Infiammatoria Intestinale (IBM) Disbiosi intestinale Composizione microbiota • Roseburia hominis • Faecalibacterium prausnitzii • Escherichia coli • Ruminococcus torques • Ruminococcus gnavus • Clostridium spp Funzione microbiota • Minor produzione di SCFAs (butirrato e propionato) • Aumento acidi biliari • Alterati livelli di acilcarnitine • Secrezione di tossine microbiche • Stress Ossidativo/Infiammazione Price JL et al., 2019, Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases, Nature
  9. 9. Obesità e malattie metaboliche Composizione microbiota • Bacteroides • Akkermansia muciniphila • Proteobacteria • Firmicutes Funzione microbiota • Maggior permeabilità intestinale • Minor produzione di SCFAs (butirrato e propionato) • Secrezione di tossine microbiche • Stress Ossidativo/Infiammazione • Minor sensibilità all’insulina • Minor tolleranza glucosio • Minor spesa energetica Walker, A. W., & Parkhill, J. (2013). Fighting Obesity with Bacteria. Science
  10. 10. Tumore colon-retto Disbiosi intestinale 7 batteri biomarker in CRC: • Fusobacterium nucleatum • Bacteroidetes fragilis • Parvimonas micra • Prevotella intermedia • Alistipes finegoldii • Thermanaerovibrio acidaminovorans • Porphyromonas asaccharolytica Colibactina, genotossina prodotta da E. coli-pKs Influenza del microbiota intestinale Thomas, A.M., Manghi, P., Asnicar, F. et al. 2019 Metagenomic analysis of colorectal cancer datasets identifies cross-cohort microbial diagnostic signatures and a link with choline degradation. Nat Med
  11. 11. Microbiota intestinale e malattie correlate Sistema Nervoso Centrale (SNC) • Funzioni cognitive • Depressione e stati ansiosi • Disturbi del neurosviluppo (autismo)
  12. 12. Microbiota intestinale e malattie correlate Asse biderezionale intestino-cervello
  13. 13. Depressione e stati ansiosi Microbiota intestinale e asse intestino-cervello «Se dieci anni fa aveste chiesto a un neuroscienziato se ci sono correlazioni tra il microbiota intestinale e la depressione, probabilmente vi sareste sentiti dare dei pazzi» Jeroen Raes, microbiologo presso la Belgium’s Katholieke Universiteit Leauven in Belgio Coorte di una popolazione belga n=1054 • Stratificazione in base a indicatori dello stile di vita attraverso un questionario QoL • Analisi di correlazione tra indicatori dello stato mentale e composizione del microbiota • Coprococcus e Dialister significativamente ridotti in persone affette da depressione Valles-Colomer, M., Falony, G., Darzi, Y. et al. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression. Nat Microbiol
  14. 14. Depressione e stati ansiosi Microbiota intestinale e asse intestino-cervello
  15. 15. Autismo Microbiota intestinale e asse intestino-cervello CARATTERISTICHE DISTINTIVE • Anomalie comportamentali • Difetti di interazione sociale • Difficoltà di linguaggio • Attività compulsive COMORBIDITÀ • Sintomi gastrointestinali • Disregolazione immunitaria • Stati ansiosi e/o depressivi
  16. 16. Autismo (ASD) Microbiota intestinale e asse intestino-cervello • Topi germ-free colonizzati con microbiota fecale di bambini autistici e con sviluppo normale e analisi della prole dei topi con lo stesso microbiota • I topi che avevano ricevuto microbiota intestinale dei bambini autistici vocalizzavano meno e presentavano comportamenti ripetitivi • Differenze di espressione genica in 52 geni associati con ASD a livello cerebrale • Differenze nei livelli di metaboliti batterici tra i 2 gruppi di topi. Ridotti livelli di taurina e acido 5 amino-valerico nei topi con ASD Rose D.R. et al, 2018 Differential immune responses and microbiota profiles in children with autism spectrum disorders and co-morbid gastrointestinal symptoms Brain, Behavior and Immunity
  17. 17. Microbiota intestinale e Covid-19 Tante domande, poche certezze • Disbiosi del microbiota intestinale, complice di una peggiore prognosi? Probabile. • Persephone Biosciences: entro fine anno 2 trial su prodotti microbiome based contro infezioni da coronavirus nonché un tool diagnostico basato sul microbiota fecale per aiutare a prevedere quali pazienti sono a maggior rischio di sviluppare gravi complicanze da COVID-19. • Sono necessari studi epidemiologici a larga scala per capire il ruolo del microbioma intestinale nel Covid-19. Per adesso parliamo solo di ipotesi.
  18. 18. Microbiota intestinale e strategie terapeutiche Probiotici, prebiotici, simbiotici: sono la soluzione?
  19. 19. Microbiota intestinale e strategie terapeutiche Probiotici, prebiotici, simbiotici: sono la soluzione? • Correlazione ≠ Causalità • Probiotico: microorganismi tradizionalmente utilizzati per ripristinare il microbiota intestinale nell’uomo. I loro requisiti sono la sicurezza per la salute umana e la garanzia di essere incorporati biologicamente attivi e nella giusta quantità per garantire la loro efficacia. I più utilizzati sono batteri dei generi Lactobacillus e Bifidobacteria. Effetto benefico in alcune condizioni, ma non terapeutico. Un ceppo batterico, una soluzione? Non è così semplice.. • Prebiotici: sostanze non digeribili dall’uomo contenute in alcuni alimenti e integratori che, in determinate condizioni, favoriscono la crescita di ceppi batterici benefici per un microbiota intestinale salutare. IMPORTANZA DELLA DIETA
  20. 20. Microbiota intestinale e strategie terapeutiche «Siamo quello che mangiano i nostri batteri»
  21. 21. Contatti: info@microbiologiaitalia.it Grazie per l'attenzione!

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