Microbiota intestinala-Immagine Credit Public Domain-
In un recente studio pubblicato sulla rivista Mechanisms of Aging and Development, i ricercatori esplorano il potenziale preventivo e terapeutico della modulazione del microbiota intestinale (GM) nel ridurre il rischio e migliorare i sintomi della malattia di Alzheimer (AD).
Disbiosi intestinale e AD
La disbiosi del microbioma intestinale insorge a causa di livelli elevati di organismi batterici patogeni o pro-infiammatori che producono neurotossine, accompagnati da una riduzione di organismi batterici protettivi o antinfiammatori che producono composti neurologici, tra cui noradrenalina e triptofano.
Questo squilibrio microbico può provocare disturbi cognitivi, livelli elevati di enterotossine, lipopolisaccaridi, trimetilammina N-ossido (TMAO), chemochine e citochine pro-infiammatorie, aumento della deposizione di fibre amiloidi, nonché livelli ridotti di chemochine e citochine antinfiammatorie e riduzione del acidi grassi a catena (SCFA).
La disbiosi intestinale può anche portare all’aumento della produzione dei principali neurotrasmettitori come l’acido gamma-aminobutirrico (GABA), il butirrato, la 5-idrossitriptamina e la dopamina, con conseguente scissione delle proteine giunzionali come la E-caderina, rottura della giunzione stretta e infiammazione intestinale cronica. Questi eventi potrebbero provocare la formazione di “leaky gut”, con una maggiore permeabilità intestinale che facilita il trasferimento di sostanze nocive derivate da microbi intestinali patogeni.
Con il termine “leaky Gut” si indica un aumento della permeabilità della parete intestinale, barriera indispensabile tra l’organismo e il mondo esterno. Ciò si traduce in una modifica dello strato di muco presenta sulla superficie dell’intestino.
L‘infiammazione intestinale per periodi prolungati porta alla rottura della barriera emato-encefalica (BBB) e al successivo trasferimento di molecole derivate dall’intestino ai tessuti cerebrali attraverso il nervo vago. La circolazione di questi composti nel cervello potrebbe successivamente aumentare i carichi di amiloide, la formazione di placche amiloidi, il groviglio neurofibrillare, l’attivazione di astrociti e microglia, che possono contribuire alla perdita neuronale, all’attivazione di processi neurodegenerativi e al declino cognitivo nell’Alzheimer.
L’AD è associata a livelli elevati di Lactobacillaceae, Clostridium, Clostridium clostridioforme, Streptococcus salivarius, Proteobacteria, Gammaproteobacteria, Enterobacteriales, Enterobacteriaceae, Bacteroidetes, Tenericutes, Bacteroidaceae, Gemellaceae Rikenellaceae Escherichia e Shigella.
Inoltre, tra i pazienti affetti da AD sono stati riportati livelli ridotti di Firmicutes, Peptostreptococcaceae, Clostridiaceae , Bifidibacteriaceae, Turicibacteriaceae, Mogibacteriaceae,Ruminococcaceae, Verrucomicrobia, Allobaculum, Akkermansia, Actinobacteria, Bacillus fragilis, Bacteroids fragilis, Eubacterium rectale, Eubacterium hallii, Bifidobacterium e Faecalibacterium prausnitzii.
La relazione tra disbiosi intestinale e AD è bidirezionale, con uno squilibrio microbico intestinale osservato durante le fasi iniziali dell’AD e, al contrario, meccanismi fisiopatologici dell’AD, come l’attivazione della microglia e l’assimilazione di Aβ, che hanno dimostrato di interrompere l’equilibrio del microbioma intestinale.
Il diabete mellito di tipo 2 è una condizione di comorbilità comunemente osservata tra i pazienti con AD. Inoltre, sono stati osservati disfunzione immunologica e alterazioni del metabolismo del glucosio, dell’amiloide e dell’insulina tra i pazienti diabetici e con AD.
L’AD e il diabete condividono anche livelli alterati di vari microbi intestinali, come Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria, con alterazioni della diversità alfa e beta. Inoltre, in queste due malattie è stata osservata una ridotta abbondanza di batteri produttori di SCFA e una maggiore produzione di metaboliti microbici, come il GABA.
Modulazione del microbioma intestinale nella gestione dell’AD
Il microbiota intestinale può essere alterato attraverso modifiche della dieta, integrazione di probiotici e prebiotici e alcune terapie come il trapianto di microbiota fecale (FMT). Potrebbero essere utilizzati anche altri approcci, come la medicina di precisione, in cui il microbiota dei pazienti diabetici viene sequenziato prima del trattamento.
La dieta mediterranea è stata anche associata a maggiori rapporti Firmicutes / Bacteroidetes e abbassamento dei livelli di chemochine pro-infiammatorie e citochine, con conseguenti miglioramenti cognitivi. Nei topi, le limitazioni di grassi e calorie riducono l’abbondanza di specie Eubacterium rectale e Bifidobacterium, l’infiammazione neurologica e le placche Aβ, migliorando così le funzioni neurovascolari e cognitive. Anche la riduzione dei lipopolisaccaridi e l’aumento dell’assunzione di SCFA come il butirrato di sodio possono regolare la crescita neuronale.
Secondo quanto riferito, Agathobaculum butyriciproducens SR79, un organismo batterico che produce butirrato, migliora la funzione cognitiva. L‘assunzione giornaliera di probiotici tra cui Lactobacillus fermentum, Lactobacillus acidophilus e Lacktobacillus casei facilita il ripristino dell’equilibrio microbico intestinale e aiuta a mantenere l’omeostasi intestinale. Gli integratori prebiotici, come l’oligomannato di sodio, hanno dimostrato la penetrabilità del BBB, nonché la capacità di legarsi alle molecole Aβ e prevenire la conversione delle fibrille Aβ in placche.
Prebiotici e probiotici possono anche migliorare l’integrità intestinale e invertire il fenomeno della permeabilità intestinale, riducendo così il trasferimento di neuromodulatori derivati da microbi patogeni e la loro infiammazione neurologica associata.
FMT per il trattamento dell’AD
FMT si riferisce alle infusioni fecali da donatori sani ai tratti gastrointestinali di individui malati per la modulazione del microbioma intestinale. L’FMT è una terapia emergente per l’AD ed è stata utilizzata con successo per le infezioni da Clostridium difficile, con tassi di guarigione di circa il 90%.
Vedi anche:Il contributo del microbiota intestinale alla tauopatia e alla neurodegenerazione
Il trasferimento di microbi intestinali da individui sani a topi con AD ha ridotto con successo le patologie di tau e amiloide. L’FMT nei topi ha anche ridotto l’accumulo di Aβ e la patologia amiloide nel cervello, la fosforilazione della tau e l’espressione di Aβ-40,-42. Inoltre, i cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale e l’aumento dei livelli di SCFA sono correlati a una maggiore plasticità sinaptica e alla funzione cognitiva e di memoria associata, nonché a miglioramenti spaziali.
È stato ipotizzato che l’FMT possa regolare le vie fisiopatologiche dell’AD diminuendo l’infiammazione intestinale e lo stress ossidativo.
Conclusioni
L’equilibrio del microbiota intestinale è fondamentale per il normale funzionamento del corpo umano. I pazienti affetti da AD sono associati a firme microbiche distinte, con un aumento dei batteri patogeni e livelli ridotti di batteri benefici. Pertanto, il ripristino del microbiota potrebbe ridurre la neurodegenerazione e migliorare la funzione cognitiva tra i pazienti con AD.
Inoltre, profili microbici intestinali distintivi potrebbero aiutare nella stima del rischio di AD. Il ripristino del microbioma intestinale mediante modifiche della dieta, integratori probiotici e FMT potrebbe anche migliorare la cognizione e, di conseguenza, offrire potenziali strategie terapeutiche per il trattamento dell’AD.
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