Esempi di studi di ecologia microbica eseguiti presso AAT Srl

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1 Milano, Qualità e sicurezza microbiologica nei sistemi alimentari ed ecologia del microbiota umano Esempi di studi di ecologia microbica eseguiti presso AAT Srl Marina Elli marina.elli@aat-taa.eu

2 Location Company was founded in June 2005 Corp. Stock ,00 Location Via Emilia Parmense, Piacenza From Via Martiri della Resistenza- Galleria San Giuseppe, Piacenza

3 taa.eu

4 Quality control laboratory food and food supplements Controllo della vitalità del probiotico Controllo dell identità del probiotico 2012 Inserimento nella lista dei laboratori privati della Regione ER autorizzati all autocontrollo per le imprese alimentari

5 R&D laboratory Brevettazione e registrazione disegni 10 ceppi probiotici di proprietà depositati Collaborazione scientifiche (es. Ist. Besta per la ricerca neurologica, UNIPV, UNIPD, ecc) Partecipazione a progetti nazionali ed EU Pubblicazioni scientifiche su riviste peer-reviewed

6 Biological samples laboratory Studio e valutazione dell effetto di un alimento sul microbiota gastro-intestinale di neonati, bambini, adulti ed anziani Autorizzazione AUSL PC all analisi analisi come laboratorio privato di campioni biologici provenienti da studi clinici sui farmaci ed inserimento o elenco AIFA

7 Ripartizione fatturato 2011 Quality control Clinical trials R&D

8 Campo di lavoro (Siow, 2006)

9 Interesse commerciale allo studio del GI microbiota Formule supplementate con GOS/FOS e probiotici in neonati sani o sottoposti a trattamenti antibiotici Alimenti convezionali (yogurt) e integratori prebiotici Anziani malati sottoposti a trattamenti antibiotici o farmacologici

10 (Blaut et al. 2002, modificato) Evoluzione della biodiversità microbica e declino cognitivo Numero di specie specie identificate (%) Bambino Adulto Anziano

11 It is clear that the process of infant colonization needs to be studied further, since composition of the microbiota may impact on child health. (Adlerberth & Wold, 2008)

12 Dismicrobismi in età pediatrica Diarree da rotavirus e da antibiotici Enterocolite necrotizzante (NEC) Dermatite atopica Allergie e asma (Bradley et al. 2006)

13 Approccio allo studio delle comunità microbiche COMUNITA MICROBICA QUALI MICROORGANISMI? COSA FANNO? QUAL E IL LORO POTENZIALE GENETICO? ACIDI NUCLEICI RNA PROTEINE METABOLITI DNA APPROCCI BASATI SUL 16SrRNA META TRANSCRIPTOMICS META PROTEOMICS META BONOMICS META GENOMICS (da Zoetendal 2008, modificato)

14 Committente farmaceutico Integratore alimentare Evaluation of the efficacy of a probiotic product composed by Lactobacillus paracaseissp.paracasei, Bifidobacterium, Streptococcus thermophilusand a fructooligosaccharide (FOS) during antibiotic therapy, in pediatric patients affected by recurrent high airways infections 77 pazienti pediatrici di 1 13 anni Studio monocentrico, doppio-cieco, placebo-controlled, randomizzato

15 Group A = probiotic Group B = placebo Study Antibiotic + probiotic treatment Wash-out antibiotic + probiotic DAYS Fecal samples ad saliva collection IgA in saliva Enterobacteria, Bifidobacteria, Lactobacilli, Clostridia in feces by conventional counts Record of symptoms

16 Committente alimentare Latte formulato per la prima infanzia Evaluation of the impact on growth and antropometric parameters of a low protein starter formula with Bifidobacterium 192 pazienti pediatrici full-term di 0 1 anno Studio policentrico, doppio-cieco, placebo-controlled, randomizzato

17 Group 1 = low-protein standard formula Group 2 = biol acidified formula with Bif Group 3 = directly acidified formula with Bif Study Formula + probiotic Wash-out DAYS 14 6 mesi 12 mesi Fecal samples collection Enterobacteria, Bifidobacteria, Lactobacilli, Clostridia in feces by conventional counts Record of growth parameters DGGE Persistence assessment of Bifidobacterium

18 Study

19 Committente: Ospedale Formule per la prima infanzia Evaluation of the impact on growth and GI ecology of different milk formula 14 pazienti pediatrici cesarizzati di 1 3 mesi Studio monocentrico

20 Study Formula + probiotic MESI 1 3 mesi Fecal samples collection DGGE

21 1 MESE 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 3 MESI 9A 10A 11A 12A 13A 14A 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B 9B 10B 11B 12B Soggetti il profilo, tra i due prelievi, sia rimasto pressoché invariato, Campioni decisamente maggiore complessità dei profili con batteri appartenenti ai generi Bifidobacterium, Ruminococcus, Eubacterium e Roseburia Soggetti 10/14 la complessità dei profili e la numerosità delle bande notevolmente incrementata dal prelievo A al prelievo B, probabilmente legata alla tipologia di alimentazione seguita dal neonato B 14B

22 Committente: az. farmaceutica Farmaco (con probiotico) Valutazione dell impatto del probiotico sul GI microbiota di bambini trattati con amoxacillina per infezioni delle vie respiratorie 57 pazienti pediatrici di 1-6 anni Studio monocentrico

23 Group A = antibiotic Group B = antibiotic + probiotic Study Antibiotic + probiotic treatment DAYS Fecal samples Enterobacteria, Bifidobacteria, Lactobacilli, Clostridia in feces by conventional counts DGGE

24 Committente: az. alimentare Formula per prima infanzia The Prebiotic Effect Of A Formula Supplemented With Galacto-Oligosaccharide For Term Infants 160 neonati sani (cesareo e parto naturale) arruolati prima dei 15 gg di vita, fino allo svezzamento Studio policentrico randomizzato

25 Group A = standard formula Group B = standard formula + GOS Study Formula + GOS svezzamento DAYS 30 V1 60 V2 V3 V4 V5 Fecal samples collection Antropometric measurements RT-PCR per Clostridi, lattobacilli, coliformi

26 In this study, Bifidobacteria were at much higher median levels than Lactobacilli in the faecal samples over entire time in the whole sample. This is in accordance with other studies showing that Bifidobacteria dominate over Lactobacilli in this age group. When considering bacterial pathogens, like Clostridia, its presence was at comparable levels between human milk group and GOS supplemented formula group, showing higher level in control formula group.

27 Modello di rappresentazione dell efficacia efficacia del probiotico (Rijkers 2010)

28 Studi su adulti sani

29 Committente: az. farmaceutica Integratore probiotico con lattobacilli e bifidi Efficacia di una miscela probiotica, di influenzare positivamente i livelli di bifidobatteri e lattobacilli presenti nell intestino di soggetti sani 15 adulti sani tra anni Assunzione dell integratore per 2 volte/dì per 12 gg Conte decimali in piastra di terreno selettivo per lattobacilli,bifidi, L.acidophilus Analisi di persistenza dei ceppi ingeriti Studio monocentrico, di fattibilità

30 Feasibility study design Psyllium seed husk Range age y mean 39.7 y DAYS Fecal samples collection

31 Bifidobacteria population in psyllium-treated women >10 log 10 CFUs Bifidobacterium spp. per g of wet faeces at Day 0 < 10 log 10 CFUs Bifidobacterium spp. per g of wet faeces at Day 0

32 A M L I H G F E D C B Bacteroides plebeius Bacteroides spp. Clostridiaceae Ruminococcus obeum A M L I H G F E D C B A M L I H G F E D C B A M L I H G F E D C B Bacteroides plebeius Bacteroides spp. Clostridiaceae Ruminococcus obeum Bacteroides plebeius Bacteroides spp. Clostridiaceae Ruminococcus obeum

33 Studi su adulti malati

34 Committente: az. farmaceutica Antibiotico Valutazione dell impatto dell antibiotico sul GI microbiota di adulti IBS 20 pazienti adulti (18-75 anni) assunzione di 550 mg di antibiotico 3 volte/dì per 15 gg Campionamento fecale, T14gg, T56 gg (wash-out) Analisi su piastra con ricerca di 5 gruppi batterici resistenti all antibiotico, DGGE e studio di identificazione delle colonie resistenti Studio monocentrico

35 Impatto del trattamento antibiotico su Bacteroidetes Bacteroidetes evolution 1E+11 1E+10 CFU/g 1E+09 1E+08 1E+07 T14 T IBS IBS IBS IBS IBS IBS IBS IBS Subjects IBS IBS IBS IBS IBS IBS IBS

36 Committente: Ospedale Studio comparativo della composizione del GI microbiota in soggetti obesi e normopeso 32 soggetti adulti obesi e 28 soggetti normopeso Campionamento fecale e di membri della famiglia Analisi DGGE con diverse coppie di primers Maggiore presenza di Ruminococcusnei soggetti obesi rispetto ai normopeso Studio monocentrico

37 Studi sull anziano

38 Dismicrobismo associato all ageing ageing IMPRONTA INTESTINALE INDIVIDUO-SPECIFICA di adulti sani IMPRONTA INTESTINALE INDIVIDUO-SPECIFICA di adulti affetti da colite da trattamenti antibiotici

39 Committente: Az. farmaceutica Studio comparativo della composizione di anziani sani ed anziani affetti da Morbo di Alzheimer 2 sani e 10 soggetti Alzheimer (a diversi livelli di avanzamento MCI e conclamato) Campionamento fecale Analisi DGGE con coppie di primers universali e speciespecifici per clostridi, Bacteroides, lattobacilli e bifidobatteri Studio monocentrico

40 Omologie di profilo che caratterizzano i campioni Alzheimer 29, 30, 31 e 32 rispetto ai campioni 25, 26, 27 e 28 che presentano profili microbici compatibili con quelli dei soggetti sani. I campioni da 29 a 32 presentano infatti una minore dotazione in lattobacilli, con particolare riferimento ai membri del gruppo L. acidophilus, mentre i profili dei clostridi e dei batteroidi (del bruppo B. fragilis) non hanno rilevato significative differenze

41 GRAZIE PER L ATTENZIONE