Ruolo del microbiota intestinale nelle IBD e nell obesità

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1 Ruolo del microbiota intestinale nelle IBD e nell obesità Paolo Pallini UOC di Gastroenterologia ed Endoscopia Digestiva UOS Dietetica e Nutrizione Clinica Venezia - Mestre

2 Il lubrico sacco oe si tramuta in merda quel che si trangugia Dante Alighieri

3 Presenza di Batteri nell intestino STOMACO: Pochi batteri: Helicobacter Pylori COLON: Numeri elevati di batteri: Soprattutto Anaerobi (bifidobatteri) TENUE: Ambiente ancora Aerobio: Possibile elevata quantità di Lattobacill i

4 Ascesso non drenato! Marshall JC et al Alexander JW et al Erlich e VonMogheroth 1906 Organo cellule dimenticato procariotiche = 10 volte le c. eucariotiche La flora intestinale costituisce un vero organo Il grado di efficienza di quest organo influenza L efficienza dell intero organismo 2011

5 n. Pubblicazioni : Microbiota n. Studi clinici : Probiotici MICROBIOTA Pubmed : intestinal microbiota, gut microbiota, intestinal flora, gut flora, intestinal microflora, gut microflora Sekirov I, et al Physiol Rev 90: PROBIOTICI Pubmed : Probiotic Human and probiotic, Probiotic therapy, Probiotic CRT, Corleto et al. Giorn Ital End Dig 2011;34:

6 June 2007 Your Body Is a Planet 90% of the cells within us are not ours but microbes'. By Josie Glausiusz Tuesday, June 19, 2007

7 MICROBIOTA Batteri nell intestino umano Cellule del corpo umano Migliaia di specie batteriche MICROBIOMA (genoma batterico) 100 volte più geni rispetto al genoma umano MICROBIOTA batteri con effetti favorevoli sull ospite e batteri potenzialmente dannosi COMPOSIZIONE MICROBIOTA genetica, microbiota materno, tipo di parto (naturale vs cesareo), tipo di allattamento ( seno vs artificiale), Alimentazione, farmaci (antibiotici) FAVOREVOLI lattobacilli bifidobatteri POTENZIALMENTE DANNOSI stafilococci clostridi patogeni proteus pseudomonas aeruginosa. enterococchi, streptococci, escherichia coli.. Paolo Pallini

8 Numerosità, Complessità, variabilità, differenze Zoetendal E G et al. Gut 2008;57: Kostic A D et al. Genes Dev. 2013;27: Cluster analysis M. Fallani et al., JPGN 2010 Kurokawa K et al. DNA Res 2007;14:

9 Colonizzazione del tratto gastroenterico Morelli L (modificato) Ambiente Sistema Immunitario Tipo di parto Allattamento Geni Digiuno Bile ed enzimi Dieta enterici Farmaci Resistenza alla colonizzazione Difesa gastrica Potenziali colonizzatori e/o Patogeni Paolo Pallini

10 The structure of the human intestinal microbiota across the life cycle. Kostic A D et al. Genes Dev. 2013;27: Paolo Pallini

11 16S rrna gene surveys reveal a clear separation of two children populations investigated. De Filippo C et al. PNAS 2010;107: Paolo Pallini

12 SCFA-producing bacteria could help to prevent establishment of some potentially pathogenic intestinal bacteria. Dieta / Ambiente/ Microbiota Patogeni/ Ospite/ Microbiota De Filippo C et al. PNAS 2010;107: Paolo Pallini

13 Interazione Genetica Ospite Immunologica Metabolica Azione trofica Segnali di regolazione Infettiva Energetica Microbiota Infiammazione

14 I.Sekirov et al. Physiol Rev 90: ,

15 Microbiota e regolazione intestinale Inibizione dei patogeni Riduzione ph del lume intestinale Secrezone batteriocine Competizione alimentare Competizione per loci di adesione epiteliale Miglioramento Barriera intestinale IgA s secrezione di mucine SCFA Stabilizzazione tight junctions Omeostasi cellulare Down-regulation geni citochine proinfiammatorie Down-regulation dell apoptosi cellulare

16 Dialogo Microbiota-Patogeni-Ospite Sekirov I et al. Physiol Rev 2010;90:

17 Microbiota e gut-brain axis. Doré J et al. United European Gastroenterology Journal 2013;1: Paolo Pallini

18 Infiammazione intestinale e microbiota. Winter S E et al. EMBO Rep. 2013;14: Paolo Pallini

19 Disbiosi nelle IBD C Manichanh, et al. - Gut 2006;55: JJ Qin et al. Nature 464, (2010) Sokol H et al. - Inflamm Bowel Dis vol. 12, n. 2, 2006

20 Disbiosi H. Sokol et al. - Inflamm Bowel Dis 2009;15: Paolo Pallini

21 Fecalibacter Prausnitzii Sokol H et al. PNAS 2008;105: Paolo Pallini

22 Anti-inflammatory properties of F. prausnitzii A In vitro experiments: High IL10/IL12 cytokine release by Peripheral blood mononucleated cells Reduction of IL-1β induced IL-8 secretion by Caco-2 cells Supernatant abolished TNFalpha induced NF-kB activity in HT-29 cells 2. In vivo experiments: Both F. prausnitzii and its supernatant reduced scores and blood parameters of inflammation in TNBS-induced colitis in Balb/c mice Administered IP, its supernatant protected mice from death induced by TNBS. Sokol et al. PNAS 2008

23 Obesità The international MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) project has published a gene catalogue of the human gut microbiome derived from 124 healthy, overweight and obese human adults, as well as inflammatory disease patients, from Denmark and Spain. The data provide the first insights into this gene set -over 150 times larger than the human gene complement -and permit the definition of both a minimal gut metagenome and a minimal gut bacterial genome. (4 March 2010)

24 R E. Ley et al. PNAS August 2, 2005 no. 31

25 Microbiota fecale in obesi sottoposti a Gastric by-pass Furet J et al. Diabetes 2010;59: Paolo Pallini

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28 Ipotesi patogenetica S. Devaraj et al. Clinical Chemistry 59: (2013)

29 Paolo Pallini

30 Tono endocannabinoide GG. Muccioli et al. Molecular Systems Biology 6:392; 2010

31 Come modificare il microbiota

32 Come modificare il microbiota Transplant Ilya Ilich Metchnikoff Magnus Simre, Giovanni Barbara et al. - Gut 2013;62: (modificato)

33 Figure 4. Distribution of bacterial species before and after gut microbiota transplantation. Doré J et al. United European Gastroenterology Journal 2013;1: Paolo Pallini