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Il microbioma intestinale dei neonati ha un impatto sull’autoimmunità

thegutmicrobL’esposizione agli agenti patogeni nei primi anni di vita è benefico per la formazione e lo sviluppo del sistema immunitario umano.

Nel corso degli ultimi decenni, la comunità sanitaria ha osservato un fenomeno interessante: malattie legate al sistema immunitario – il diabete di tipo 1, ed altre malattie autoimmuni, allergie, e simili – hanno preso piede in paesi che hanno fiorenti condizioni socio-culturali, le economie moderne, mentre a mala pena lasciano un segno nel mondo in via di sviluppo. Una delle teorie più supportate per spiegare questo modello di sanità pubblica peculiare è stata soprannominata l’ipotesi dell’igiene. La teoria si basa sul presupposto che l’esposizione agli agenti patogeni nei primi anni di vita è in realtà vantaggiosa per l’educazione e lo sviluppo del sistema immunitario umano.

“L’esposizione ai batteri può giocare un ruolo fondamentale nel sistema immunitario, e potrebbe essere in grado di capire il ruolo che gioca il microbioma umano” studiandone le dinamiche, dice Aleksandar Kostic, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Ramnik Xavier presso il Broad Institute del MIT  di Harvard.

L’opera è il risultato di una vasta collaborazione che coinvolge ricercatori della Aalto University, Broad Institute, Università di Helsinki, l’Istituto Novartis di ricerca biomedica, ed altre organizzazioni in tutto il mondo che lavorano insieme come parte del Gruppo di Studio DIABIMMUNE. Osservando il  microbioma intestinale dei bambini provenienti da tre diversi paesi, il team ha scoperto prove che supportano non solo l’ipotesi dell’igiene , ma sottolineano anche le interazioni tra le specie batteriche che possono spiegare, almeno in parte, il picco di disturbi del sistema immunitario visto nelle società occidentali.

Il microbioma silenzioso

Il Gruppo DIABIMMUNE studio ha reclutato e iniziato a raccogliere campioni di feci mensilmente dai neonati in ciascuno dei tre paesi: Finlandia, Estonia e Carelia russa. Insieme con i campioni, da cui sarebbero identificati e quantificati i batteri che componevano il microbioma intestinale dei bambini ‘, hanno anche raccolto prove di laboratorio e questionari su argomenti quali l’allattamento al seno, dieta, allergie, infezioni, e la storia familiare. Hanno valutato tutti questi dati, che sono stati raccolti dalla nascita ai tre anni d’età su oltre 200 bambini, per vedere se possano esistere connessioni tra l’incidenza della malattia e ciò che hanno trovato nel microbioma.

Caratterizzando il contenuto microbico dei campioni di feci, la squadra ha trovato una netta distinzione tra i microbioma dei bambini finlandesi e estoni e le loro controparti della Carelia russa: i microbioma intestinali dei neonati finlandesi ed estoni hanno visto prevalere la specie Bacteroides, mentre i bambini Carelia russa avevano una sovrarappresentazione di Bifidobacterium nei primi anni di vita e una variabilità complessivamente maggiore nelle loro microbioma nel corso dei tre anni sui campioni raccolti.

“Possiamo solo ipotizzare il motivo per cui questa differenza nelle popolazioni batteriche esiste, che cosa possono mostrare e quali implicazioni derivate dalle differenze nelle si possono trarre?” Afferma Tommi Vatanen, candidato al dottorato presso l’Università Aalto prima autore dello studio pubblicato sulla rivista Cell.

LPS è ben noto per la sua capacità di attivare il sistema immunitario dal batterio E. coli, comunemente usata per stimolare le cellule immunitarie in esperimenti di laboratorio. Ma, a quanto pare, non tutti i LPS sono creati uguali.

Quando i ricercatori hanno esaminato LPS per la segnalazione del microbiome della Carelia russa, hanno visto uno schema familiare: E. coli LPS ha guidato la carica, probabilmente svolge il suo consueto ruolo nell’innescare la risposta immunitaria. Tuttavia, quando i ricercatori hanno esaminato segnalazione LPS nei microbioma finlandesi ed estoni, hanno trovato che i LPS dalla specie Bacteroides ha dettato legge. Cosa c’è di più, hanno scoperto che la particolare forma di LPS trovata in Bacteroides non riesce ad attivare il sistema immunitario e anche soffoca le LPS nel sistema immunitario attivati dal E. coli e altri batteri che vivono in quelle comunità.

“Crediamo che E. coli, che vive nell’intestino infantile in tutti e tre i paesi, potrebbe essere uno dei batteri responsabili volti ad educare la formazione del sistema immunitario nei primi anni di vita. Ma abbiamo scoperto che se si mescolano Bacteroides con E. coli possono effettivamente inibire le proprietà di immuno-attivazione di E. Coli, e si sospetta che questo potrebbe avere conseguenze sullo sviluppo del sistema immunitario “, spiega Vatanen.

“Nei bambini finlandesi ed estoni, dove domina Bacteroides, il microbioma dell’intestino è immunologicamente molto silenzioso,” Kostic, aggiunge, e continua “Crediamo che, in seguito, questo li rende più inclini a forti stimoli infiammatori.”

I ricercatori sospettano che l’attivazione immunitaria LPS da E. coli vista nei neonati della è riflettente del rapporto che gli esseri umani hanno sviluppato con il microbiota nel corso dell’evoluzione umana. La prevalenza e la dominanza di Bacteroides, al contrario, è un fenomeno più recente legato in qualche modo ai servizi igienici adeguati e agli standard di vita.

I ricercatori dicono di voler indagare come e perché Bacteroides è venuto a dominare il budello infantile in questi paesi occidentalizzati. Essi prevedono inoltre di estendere i loro studi per includere altre aree geografiche nella speranza di scoprire ulteriori meccanismi che aiutano a spiegare il collegamento tra il microbioma e le malattie immuno-correlate.

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