Disbiosi e modulazione terapeutica del microbiota

Sono la Dott.ssa Antonella Gagliardi, sono una Specialista in microbiologia e virologia e lavoro presso il Dipartimento di Sanità Pubblica e Malattie Infettive della Sapienza, Università di Roma. In questa lezione parleremo delle disbiosi associate al microbiota intestinale e della modulazione terapeutica del microbiota, ovvero tutte quelle strategie che possono essere messe in atto al fine di ripristinare l'equilibrio fisiologico del microbiota intestinale. Il microbiota è una tematica fortemente dibattuta nella comunità scientifica, anche perché è stato visto essere fortemente coinvolto in numerosi contesti patologici, quindi riuscire a modulare, a ripristinare, una condizione fisiologica per l'ospite è di fondamentale importanza anche perché riuscirebbe ad alleviare numerosi disturbi che solitamente sono associati ad una disbiosi intestinale.

Partiamo dalla definizione: che cos'è il microbiota? Quando parliamo di microbiota ci riferiamo a quell'enorme numero di microrganismi che colonizza molti distretti del nostro corpo formando comunità microbiche dette appunto microbiota. Questo termine ha ormai soppiantato il più vecchio termine Floramicrobica, e quando ci riferiamo al microbiota, ci riferiamo a tutti quei complessi organizzati multispecie che interagiscono all'interno di un habitat. Nell'uomo, oltre al microbiota intestinale che rappresenta quello più densamente popolato, abbiamo il microbiota del naso, quindi il microbiota nasale, il microbiota orale, il microbiota cutaneo, e il microbiota urogenitale. Tutte le superfici degli organi a contatto con l'ambiente esterno possono essere naturalmente colonizzate da numerose popolazioni microbiche, che siano residenti abituali, oppure residenti transitori, che vanno ad aderire agli epiteli e si organizzano a formare microcolonie. Quindi ogni sito anatomico ha le sue caratteristiche fisico-chimiche ed è occupato da un set di microbi specializzati. Virtualmente ogni organismo e ogni superficie può essere colonizzata da comunità batteriche. L'uomo ospita, come abbiamo visto, più comunità batteriche e per questo motivo può essere considerato un super-organismo ibrido. Basti pensare che il numero dei microrganismi è superiore a quello delle nostre cellule. La capacità codificante dell'insieme dei genomi microbici viene definita microbioma, la somma del microbioma e del genoma umano costituisce quello che è definito ologenoma; sarà l'ologenoma a determinare le caratteristiche funzionali dell'ospite. Quando però parliamo di comunità microbiche, non dobbiamo riferirci e pensare esclusivamente alle comunità batteriche, fa parte del microbiota anche una componente fungina, quindi ci troviamo nel regno degli eucarioti, e una componente virale, nello specifico, la componente virale del microbioma prende il nome viroma ed esercita una forte influenza su quella che è la struttura della popolazione microbica.

Il viroma è costituito principalmente per il 90% da batteriofagi intestinali in grado di indurre una forte influenza sulla comunità. Si è sempre pensato che la colonizzazione microbica avvenisse al momento della nascita, la cavità amniotica è da sempre stata considerata sterile, vari studi hanno invece evidenziato che i microrganismi vengono in contatto con il feto già prima della nascita grazie al movimento dei microrganismi tramite placenta e il liquido amniotico che raggiungono appunto il feto. 

Nel primo anno di vita del bambino a che cosa assistiamo?Assistiamo ad una stabilizzazione del microbiota caratterizzata da un aumento in termini di popolosità ed un aumento in termini di diversità, di specie. Dopo il primo anno di vita invece la popolosità, quindi il numero, viene mantenuto, mentre la composizione in termini di specie, evolve, è in continua evoluzione e può subire fluttuazioni, soprattutto da fattori esterni, e così sarà fino alla morte dell'individuo.

Quali sono i fattori che influenzano la colonizzazione neonatale? Soni i fattori genetici in primis; la natura del parto, perché è stato visto che a seconda del parto, se parto naturale o parto cesareo, il nascituro sarà colonizzato da una flora microbica differente. Un altro fattore influenzante è il tipo di alimentazione: se allattato con latte materno o con latte artificiale, influenzerà la composizione in termini di specie dei microbiota del bambino. Ovviamente anche l'utilizzo di antibiotici nella fase di svezzamento e dopo un anno di età andrà a condizionare la formazione e l'organizzazione del microbiota. 

Che cosa fanno gli antibiotici sul microbiota intestinale? Innanzitutto vanno a ridurre la microflora sensibile, nello specifico quella componente anaerobia che quindi conferisce resistenza alla colonizzazione, vedremo infatti in seguito le funzioni del microbiota tra cui vi è proprio quella di avere un effetto protettivo; vanno ad incrementare la crescita di batteri resistenti già presenti; vanno a favorire la colonizzazione da parte di microrganismi esogeni resistenti o multiresistenti che possono quindi rappresentare un punto di partenza per gravi infezioni.

È stato visto che l'utilizzo degli antibiotici nei primi anni di vita, se utilizzati entro i primi sei mesi di vita, sono fortemente associati ad una probabilità maggiore di sviluppare suscettibilità alle allergie e all'asma. Se utilizzati, invece, nei primi anni di vita, questi sono maggiormente associati alla probabilità di sviluppare dispnea, di sviluppare malattie infiammatorie intestinali, e di avere la maggiore probabilità che l'individuo sia suscettibile al sovrappeso e allo sviluppo di eczema.

La colonizzazione microbica nelle prime fasi della vita avviene in concomitanza con lo sviluppo, l'espansione e l'educazione del sistema immunitario. Il sistema immunitario, infatti, deve assolutamente imparare a tollerare la comunità microbica commensale che si instaura fin dalla nascita. Questo perché per l'uomo è importante entrare in contatto con i microrganismi, perché il contatto con i microrganismi contribuisce ad un corretto sviluppo del sistema immune dell'ospite.

Passiamo al microbiota intestinale

Il microbiota intestinale è tra tutti i microbiota umani, ma non solo, anche sulla terra, l'ecosistema microbico più densamente popolato; i batteri ascrivibili e quindi presenti in queste comunità microbiche, fanno capo a 8 phyla batterici: i Firmicutes; Bacteroidetes; i Proteobacteria; Actinobacteria; Fusobacteria; i Verrucomicrobia; i Cyanobacteria e le Spirochaetes. Quando il microbiota intestinale non è perturbato da fattori esterni, da fattori che vanno ad alterare l'equilibrio, il 70-80% dei batteri appartengono ai phyla dei Firmicutes e Bacteroidetes.

Questo testo è estratto dal nostro video-corso ECM Fad Microbiota: dalla nutrizione molecolare alla genomica nutrizionale, ha come scopo quello di informare e permette di approfondire tematiche legate al corso.

Estratto della lezione del dott.ssa: Antonella GAGLIARDI

Antonella GAGLIARDI
Biologa Specialista in Microbiologia e Virologia
Sapienza Università di Roma
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