Immagine: Austin Mudd
Il microbioma intestinale è attualmente, al centro dell’attenzione della ricerca scientifica. Studi recenti dimostrano che può influenzare la salute umana, il comportamento e alcuni disturbi neurologici, come l’autismo.
Ma come comunica con il cervello?
I risultati di un nuovo studio dell’Università dell’Illinois suggeriscono un percorso di comunicazione tra alcuni batteri intestinali e metaboliti cerebrali, per mezzo di un composto nel sangue conosciuto come il cortisolo e inaspettatamente, la ricerca fornisce un potenziale meccanismo per spiegare le caratteristiche dell’autismo.
( vedi amche:Il riequilibrio del microbioma intestinale allunga la sopravvivenza in modello murino di SLA).
“I cambiamenti nei neurometaboliti durante l’infanzia possono avere effetti profondi sullo sviluppo del cervello ed è possibile che il microbioma intestinale o la raccolta di batteri, funghi e virus che abitano il nostro intestino svolga un ruolo in questo processo”, afferma Austin Mudd, uno studente del programma di Neuroscience della UI. “Tuttavia, non è chiaro quali specifici batteri intestinali siano più influenti durante lo sviluppo del cervello e quali fattori potrebbero influenzare il rapporto tra l’intestino e il cervello”.
I ricercatori hanno studiato porcellini di 1 mese, che sono notevolmente simili ai neonati umani in termini di sviluppo del cervello e dello stomaco. In primo luogo hanno identificato le abbondanze relative dei batteri nelle feci ed i contenuti del colon ascendente dei piccoli suini, quindi le concentrazioni quantificate di alcuni composti nel sangue e nel cervello.
“Utilizzare il porcellino come modello animale offre un’opportunità unica per studiare aspetti dello sviluppo che sono talvolta più difficili o eticamente impegnativi per raccogliere dati sui neonati umani”, dice Mudd.
I ricercatori hanno adottato un approccio graduale, identificando innanzitutto le relazioni predittive tra i batteri fecali ed i metaboliti cerebrali. Hanno scoperto che i generi batterici Bacteroides e Clostridium prevedevano concentrazioni superiori di mio-inositolo, i Butyricimonas di n-acetilaspartato (NAA) ed i Bacteroides anche livelli più elevati di creatina totale nel cervello. Tuttavia, quando i batteri nel genere Ruminococcus erano più abbondanti nelle feci dei suinetti, le concentrazioni di NAA nel cervello erano più basse.
“Questi metaboliti cerebrali sono stati trovati in stati alterati in individui diagnosticati con disturbi dello spettro autistico (ASD), tuttavia nessun precedente studio ha individuato collegamenti specifici tra i generi batterici e questi particolari metaboliti”, ha osservato Mudd.
Il prossimo passo era quello di determinare se questi quattro generi batterici potevano prevedere la presenza di composti nel sangue ed essere utili biomarcatori “, afferma Ryan Dilger, Professore associato presso il Dipartimento di Scienze, Divisione di Scienze Nutrizionali e Programma di Neuroscienza all’UI.
I ricercatori hanno trovato rapporti predittivi tra il microbiota fecale e la serotonina e il cortisolo , due composti nel sangue noti per essere influenzati dal microbiota intestinale. In particolare, il Bacteroides è stato associato con livelli di serotonina più elevati, mentre Ruminococcus prevede concentrazioni inferiori sia della serotonina che del cortisolo. Clostridium e Butyricimonas non erano fortemente associati ad entrambi i composti.
“Ancora una volta”, afferma Mudd, ” i nostri risultati hanno confermato precedenti risultati relativi all’ autismo. Le alterazioni della serotonina e del cortisolo sierico, nonché dei livelli fecali di Bacteroides e Ruminococcus, sono stati descritti negli individui ASD”.
Sulla base delle loro prime analisi, i ricercatori hanno voluto verificare se vi fosse una relazione tra Ruminococcus , cortisolo e n-acetilaspartato (NAA). Hanno utilizzato un approccio statistico conosciuto come “analisi di mediazione” e hanno rilevato che il cortisolo sierico media il rapporto tra abbondanza fecale di Ruminococcus e concentrazione NAA del cervello.
In altre parole, sembra che il Ruminococcus comunichi e/o modifica il cervello indirettamente attraverso il cortisolo. “Questa analisi di mediazione è interessante in quanto ci fornisce la visione di come il microbiota intestinale può comunicare con il cervello e può essere utilizzata per sviluppare studi di intervento futuri che supportano ulteriormente questo meccanismo proposto”, aggiunge Dilger.
“Inizialmente abbiamo deciso di caratterizzare i rapporti tra il microbiota intestinale, i biomarcatori del sangue e i metaboliti del cervello, ma una volta esaminati, i rapporti identificati nel nostro studio ci hanno riportato ai risultati della letteratura sull’autismo. Non vogliamo esagerare con le nostre scoperte senza il supporto di studi clinici di intervento, ma ipotizziamo che questo potrebbe essere un fattore che contribuisce ai sintomi eterogenei dell’autismo “, dice Mudd.
Dilger aggiunge: “Ammettiamo che questo approccio sia limitato solo all’utilizzo di modelli predittivi, quindi il passo successivo è quello di generare prove empiriche in un contesto clinico. E’ importante affermare che nella nostra ricerca abbiamo generato solo un’ipotesi, ma è entusiasmante considerare i progressi che possono essere fatti in futuro sulla base delle nostre sperimentazioni sul modello di maiale preclinico “.
Fonte: Gut Microbes
