Microbiota e farmacomicrobiomica

Buongiorno, sono Valerio Pazienza, sono un Ricercatore dell'Unità di gastroenterologia presso l'Istituto di Ricovero e Cura a carattere scientifico dell'Ospedale “Casa Sollievo della Sofferenza” di San Giovanni Rotondo.

Oggi, nell'ambito di questo corso di formazione a distanza, vi parlerò del microbiota e della farmacomicrobiomica. La farmacomicrobiomica è una nuova branca che si occupa di indagare l'interazione tra il microbiota e la risposta ai farmaci, in particolare, nella seconda parte di questa presentazione vedremo proprio come il microbiota può influenzare la risposta ai farmaci, soprattutto in ambito Oncologico, per quanto riguarda la risposta ai chemioterapici.

Inizialmente introdurremo un po' che cos'è il microbiota. 

Da quando una delle maggiori riviste scientifiche internazionali ha dedicato la copertina al macrobiota, è possibile osservare come sia stata captata l'attenzione di numerosi ricercatori, tanto è vero che prima del 2010, quindi prima della pubblicazione della copertina di Natural, vi erano presenti solo poche centinaia di articoli scientifici in questo campo; dopo il 2010 invece, quindi successivamente alla pubblicazione della copertina di Natural, il numero dei ricercatori e delle pubblicazioni in questo argomento è aumentato in maniera esponenziale con addirittura diverse migliaia di articoli e di lavori scientifici in questo ambito. Questo rimarca l'importanza del microbiota che con i suoi trilioni di microrganismi che coabitano il corpo umano, (se volessimo pesarli raggiungerebbero addirittura il peso di quasi 1,8Kg) e grazie anche alle funzioni che esso svolge, adesso è definito proprio come l'organo nascosto, l'organo dimenticato, quindi viene considerato come un vero e proprio organo.

Tra le funzioni del microbiota intestinale ci sono:la digestione delle sostanze nutritive, la soppressione anche della crescita di microrganismi dannosi mediante esclusione competitiva, c'è anche una mediazione delle funzioni metaboliche, quindi la sintesi delle vitamine e l'assorbimento di elementi, è coinvolto anche nello sviluppo del sistema immunitario e, come ho detto anche prima, è coinvolto nel metabolismo dei farmaci. Tutte queste considerazioni fanno si che il microbiota sia ad oggi riconosciuto come un vero e proprio organo, come dicevo prima, un organo nascosto o un organo dimenticato. 

L'acquisizione della flora intestinale avviene nel corso del tempo, bisogna ricordare che alla nascita il tratto digestivo è pressoché sterile, il processo di colonizzazione avviene nei primi giorni di vita, i neonati sono inizialmente colonizzati da E. Coli e Streptococchi e successivamente predominano i microrganismi anaerobi. Vi è anche una differenza nei neonati, a seconda che questi ultimi vengano allattati artificialmente o allattati al seno. Invece, durante l'adolescenza e l'età adulta, vediamo che l'assunzione di alimenti solidi crea l'instaurarsi di diverse comunità microbiche aumentandone quindi anche la ricchezza.

In questa diapositiva infatti è rappresentato dettagliatamente quello che abbiamo visto prima: abbiamo detto che alla nascita il tratto gastroenterico è pressoché sterile, poi durante l'infanzia, se si è allattati al seno si ha una predominanza di Bifidobatteri, nel caso di alimentazione artificiale invece, si ha una predominanza di Bacteroides e quindi una presenza minore di Bifidobatteri, poi durante l'adolescenza, grazie anche all'assunzione di cibi solidi, all'ingestione di diversi tipi di alimenti di diversa natura, si ha l'instaurarsi invece di comunità microbiche diverse. Negli adulti si ha poi la presenza di 5 phylum, più o meno principali, quali: Firmicutes, Bacteroides, Actinobacteria e quelli meno dominanti come Proteobacteria e Verrucomicrobia,per poi arrivare nella senescenza, quindi durante il periodo di invecchiamento, dove si ha una diminuzione dei Firmicutes ed un aumento invece di Bacteroides e Proteobacteria. 

Quindi è possibile osservare come l'andamento del microbiota vari nel tempo, e questo in una condizione normale, vedremo successivamente come vari invece in situazioni patologiche. Noi chiaramente quando ci riferiamo al microbiota, generalmente ci riferiamo al microbiota intestinale, ossia lì dove risiede il 90% e oltre dei microrganismi che coabitano nel nostro corpo umano; ma non bisogna dimenticare i numerosi microrganismi che invece sono situati negli altri distretti anatomici del corpo umano, quali: l'apparato urogenitale, la pelle, le narici, la cute, i capelli e così via. Chiaramentela maggior parte del microbiota, abbiamo già detto, risiede nel tratto gastroenterico, e dalle conoscenze attuali sappiamo che le migliaia di specie che colonizzano l'intestino umano, lo colonizzano mediante un gradiente che è dettato dalle condizioni locali. Quindi abbiamo lo stomaco dove un minor numero di Lactobacilli e Streptococchi coabitano questi distretti, e nel momento in cui scendiamo lungo il colon e il retto, invece, questi microrganismi aumentano di numero e anche di diversità. Quindi abbiamo diverse specie di microrganismi e un numero maggiore.

Ad oggi è risaputo che la popolazione microbica generale può essere stratificata in base a tre enterotipi principali.

Abbiamo un enterotipo1 che è caratterizzato dalla preponderanza di Bacteroides, eccola indicata qui nella slide, ed è spesso correlata ad un'alimentazione ricca di proteine, grassi animali, è un enterotipo che generalmente può essere correlato ad una maggiore infiammazione intestinale.

Abbiamo un enterotipo di tipo2 che è caratterizzato invece dalla preponderanza di batteri del genere Prevotella, è correlato, si riscontra principalmente in soggetti che seguono una dieta ricca di fibre e carboidrati.

L'enterotipo 3 invece è caratterizzato da una preponderanza di batteri del genere Ruminococcus, hanno una funzione rilevante nel sistema immunitario ed è a volte correlato anche all'aumento di peso, dovuto soprattutto alla maggiore facilità di assorbire carboidrati e zuccheri. Questa classificazione indica l'esistenza di un numero di un ben bilanciato stato simbiontico che può rispondere differentemente alla dieta o ai farmaci. Infatti conoscere il proprio enterotipo può aiutare anche i nutrizionisti a disegnare uno schema alimentare che meglio si adatti al paziente, che possa anche garantire una risposta ai farmaci, magari più efficace, migliore.

Questi enterotipi sono generalmente modificati anche appunto dalla dieta, e quindi da quello che si assume, abbiamo già visto prima e detto prima che, per esempio: una maggiore assunzione di carne, di proteine di origine animale quindi, è più presente in determinati enterotipi, quello di tipo1 quindi, rispetto ad altri, così, per quanto riguarda invece le fibre, sono più presenti nell'enterotipo2.

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: Valerio PAZIENZA

Valerio Pazienza
Ricercatore
IRCCS "Casa Sollievo della Sofferenza"
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