Un nuovo studio condotto da ricercatori della Harvard TH Chan School of Public Health e Broad Institute of MIT e Harvard è il primo ad aver osservato il complesso insieme di eventi chimici e molecolari che modificano il microbioma e innescano le risposte immunitarie durante riacutizzazioni di malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD), tra cui il morbo di Crohn e la colite ulcerosa.
Mentre studi precedenti hanno catalogato i cambiamenti microbici nell’IBD, i ricercatori di questo studio hanno sviluppato un esclusivo toolbox biotecnologico per capire perché i microbiomi cambiano durante l’IBD e come ciò provochi una reazione infiammatoria insalubre. Questi strumenti hanno permesso loro di misurare i cambiamenti chimici microbici e gli spostamenti dei geni umani, consentendo potenzialmente nuove terapie in futuro.
Lo studio, che comprendeva dozzine di collaboratori, faceva parte della seconda fase del progetto Human Microbiome (HMP). Il progetto, la cui prima fase è stata lanciata nel 2007 dal Fondo Comune dell’Istituto Nazionale della Sanità (NIH), mirava a caratterizzare il microbioma negli adulti sani e nelle persone con specifiche malattie associate al microbioma. La più recente fase di lavoro è iniziata nel 2013 con il sostegno di tutto il NIH e con il mandato di mettere a nudo i meccanismi molecolari alla base dei ruoli del microbioma nella malattia.
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“Il progetto Human Microbiome è stato un grande sforzo per comprendere i contributi del microbioma alla salute e creare una comunità di ricercatori che possano studiare il microbioma per scoprire nuove diagnosi e terapie per le malattie”, ha dichiarato Curtis Huttenhower, Professore di biologia computazionale e bioinformatica alla Harvard Chan School e membro associato del Broad Institute e autore senior dello studio. “I risultati di questo studio aprono la strada a nuove opportunità terapeutiche biochimiche per incoraggiare la completa remissione dell’IBD”.
Il risultato dello studio è stato pubblicato il 29 maggio 2019 in Nature.
Il microbioma intestinale è una comunità di miliardi di microbi, inclusi batteri, virus e funghi. Ogni persona ha un microbioma distinto e la ricerca indica che il microbioma svolge un ruolo importante in numerose malattie, tra cui l’IBD che colpisce più di 3,5 milioni di persone in tutto il mondo e sta crescendo in prevalenza. L’IBD è una malattia cronica caratterizzata da periodi di remissione seguiti da riacutizzazioni in cui la malattia diventa attiva.
Per questo studio, l’analisi più completa fino ad oggi delle interazioni del microbioma umano durante l’IBD, i ricercatori hanno seguito 132 partecipanti per un anno e hanno confrontato i pazienti con malattia di Crohn e colite ulcerosa con un gruppo di controllo di partecipanti che non avevano l’IBD. I partecipanti hanno fornito campioni di feci ogni due settimane, campioni di sangue approssimativamente una volta a trimestre e una serie di biopsie del colon all’inizio dello studio per l’analisi. In totale, 2.965 campioni di feci, biopsie e sangue sono stati analizzati con una varietà senza precedenti di strumenti molecolari, cellulari e clinici per comprendere la biochimica dettagliata della malattia.
Innanzitutto, queste misurazioni dettagliate hanno facilitato l’osservazione e la conferma dei risultati di studi precedenti, come una riduzione della diversità ecologica intestinale e il guadagno e la perdita di specifici microbi “pro-” e “anti-infiammatori” durante la malattia.
Ancora più importante, la varietà di strumenti utilizzati per questo studio ha permesso ai ricercatori di determinare le ragioni dei cambiamenti. I risultati hanno mostrato che durante i periodi di attività della malattia, le persone con IBD avevano meno sostanze chimiche derivate dai microbi, che potevano ipotizzare, a causa di una combinazione di fattori, tra cui un metabolismo microbico meno efficace, un assorbimento dei nutrienti più povero, livelli maggiori di acqua o sangue nelle viscere e movimenti intestinali più urgenti. Questi fattori hanno diminuito la stabilità complessiva dell’ecosistema microbico intestinale, portando a più episodi di risposte immunitarie improprie e una reazione eccessiva al normale microbioma intestinale tra i pazienti con IBD.
In particolare, durante i periodi di attività della malattia le persone con IBD avevano livelli più alti di acidi grassi polinsaturi, tra cui adrenato e arachidonato. I ricercatori hanno anche scoperto che l’acido nicotinurico è stato trovato quasi esclusivamente nelle feci dei pazienti con IBD e che i livelli di vitamine B5 e B3 erano particolarmente impoveriti nell’intestino delle persone con IBD.
Nel complesso, i risultati forniscono l’istantanea più dettagliata fino ad oggi del microbioma nelle persone con IBD, durante stati di malattia attiva e non attiva. I risultati hanno mostrato che diverse forme di IBD – malattia di Crohn rispetto alla colite ulcerosa, ad esempio – avevano effetti diversi sull’attività e sulla composizione del microbioma. I ricercatori hanno affermato che i risultati forniscono nuovi promettenti target per potenziali trattamenti per IBD, oltre a nuovi dati, strumenti e protocolli che consentiranno ricerche future su IBD e sul microbioma.
“Considerando quanto sia strettamente connesso il microbioma con la nostra salute e il nostro benessere, questi risultati fanno luce su come possiamo evitare i problemi che sorgono quando questa relazione va storta e su come potremmo essere migliori amministratori di questi compagni di tutta la vita”, ha detto Jason Lloyd-Price, che ha lavorato allo studio mentre era ricercatore presso la Harvard Chan School e il Broad Institute ed è stato autore principale dell’articolo.
Fonte, Nature
