Microbiota intestinale

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Sabrina Fabbri
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1 MISERICORDIA DI SESTO FIORENTINO RESPONSABILE DR TRALLORI GIACOMO Microbiota intestinale IX CONGRESSO NAZIONALE ASIAM GIACOMO TRALLORI Napoli 10 Maggio 2019

2 SISTEMA DIGESTIVO

3 COS E IL MICROBIOTA

4 COSA E IL MICROBIOTA Lo studio del microbiota intestinale, quell'insieme di batteri, virus e miceti che vive nel nostro intestino e che ormai viene considerato un vero e proprio organo, fornisce ogni giorno nuove informazioni nuove sul suo ruolo nel determinare il nostro stato di salute o di malattia

5 UN CHILO E MEZZO DI BATTERI TUTTI QUESTI MICROBI CONVIVONO CON IL NOSTRO ORGANISMO IN DIVERSE SEDI DALLA BOCCA ALLA PELLE, DAL TRATTO URINARIO A QUELLO DIGERENTE MA IL TRATTO GASTROINTESTINALE E SENZ ALTRO IL DISTRETTO PIU DENSAMENTE POPOLATO DA MICROORGANISMI PER LO PIU BACTEROIDETES E FIRMICUTES QUESTI MICRORGANISMI SI TROVANO SOPRATTUTTO NEL COLONDOVE IL LENTO TRANSITO DEL CONTENUTO INTESTINALE, L ABBONDANZA DEI RESIDUI ALIMENTARI E L ASSENZA DI OSSIGENO CREANO L AMBIENTE OTTINMALE PER LA LORO SOVPRAVVIVENZA E PROLIFERAZIONE

6 Cosa è il microbiota Dal momento del concepimento in poi il microbiota può essere influenzato dall ambiente, dall alimentazione, dai farmaci. E di conseguenza di modificare in positivo o in negativo l equilibrio dei germi e batteri che popolano il tratto gastrointestinale, determinando quella che viene chiamata eubiosi o disbiosi

7 Perdita di ricchezza di varietà batterica

8 IL MICROBIOMA INTESTINALE FATTORE IMPORTANTE PER LA SALUTE I deterrenti a una corretta colonizzazione batterica nella prima età sono ipotizzati per contribuire alla sensibilità alimentare, alle reazioni allergiche, al diabete di tipo I e ad altre patologie autoimmuni ( Kelly et al., 2007 ) L'associazione del microbioma alle malattie autoimmuni è stata spiegata dall'ipotesi dell'igiene, che suggerisce che l'assenza di un robusto microbioma comporta difetti nello sviluppo e nella regolazione del sistema immunitario, con conseguente mancanza di tolleranza immunitaria ( Okada et al., 2010 ; Rook, 2012) Più tardi nella vita, forti evidenze supportano un ruolo importante per il microbiota intestinale nella regolazione del peso attraverso contributi al raccolto energetico e al controllo dell'appetito ( Tilg e Kaser, 2011 ).

9 Una panoramica non esaustiva dei microrganismi dell'intestino umano tra i domini di batteri, Archaea, virali ed eucarioti.

10 ANALISI DELLA DIVERSITA BATTERICA NEL MICROBIOTA INTESTINALE

11 Microbiota umano: inizio e formazione attraverso le fasi della vita e le perturbazioni

13 MICROBIOTA E LETTERTURA QUANTITA DI NOVITA CHE ESCONO IN LETTERTURA NON VI E MESE CHE RIVISTE PIU IMPORTANTI AL MONDO NON VI SIA PUBBLICATO UN ARTICOLO SUL MICROBIOTA

14 NUMERO DI PUBBLICAZIONI/ANNO SU MICROBIOTA INTESTINALE

15 BIODIVERSITA

16 De Filippo et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2010, 107:

17 un microbiota disbiotico può causare malattie Il microbioma intestinale è stato anche implicato nella patologia di diverse malattie infiammatorie intestinali e nello sviluppo di tumori del colonretto, gastrici e della prostata e disturbi cardiometabolici ( Sekirov et al., 2010 ).

18 Il microbioma per adulti Il tipico microbioma intestinale dell'adulto è costituito principalmente da circa sei o sette diversi phyla batterici, di cui dominano Bacteroidetes e Firmicutes ( Eckburg et al., 2005 ). Bacteroidetes + Firmicutes = 95% circa + 5% fra Proteobacteria + Actinobacteria + Verrucomicrobia + Fusobacteria Hanno anche osservato che a livello dei phyla, le popolazioni di Bacteroidetes e Actinobacteria erano meno suscettibili alle perturbazioni mentre Firmicutes e Proteobacteria erano significativamente meno stabili.

19 microbioma

20 STUDIO DEL MICROBIOMA

21 La densità e la composizione del microbioma cambiano lungo il tratto gastrointestinale, con le principali popolazioni selezionate dalle funzioni svolte nelle varie sedi.

22 COME CAMBIA IL MICROBIOMA la dieta e la geografia a determinare la composizione del microbiota intestinale, e che le popolazioni indigene rurali presentano una diversità batterica molto maggiore rispetto alle popolazioni industrializzate.

23 Il microbiota intestinale nella salute e nelle malattie intestinali. Il microbiota gastrointestinale gioca un ruolo nella fisiologia dell'ospite, nel metabolismo e nella nutrizione.

25 MICROBIOTI ELL ORGANISMO MICROBIOTA INTESTINALE (IL PIU STUDIATO) MICROBIOTA CUTANEO MICROBIOTA POLMONARE MICROBIOTA GENITO-URINARIO

26 MICROBIOTA UNA CITTA

27 MICROBIOTA E ALIMENTAZIONE l'alimentazione è in grado di modulare il microbiota e dal momento che il microbiota è in grado di decidere cosa assorbire di cosa mangiamo si sta rivoluzionando il concetto di dieta e di conteggio calorico

31 ANALIZZARE IL MICROBIOTA PERMETTE DI : DIAGNOSTICARE UNA DISBIOSI, la patologia dell organo microbiota, per conoscere quanto questa contribuisce alla malattia sistemica del paziente IMPOSTARE UNA TERAPIA SPECIFICA PER QUEL SINGOLO PAZIENTE

PARAMETRI VALUTATI DAL TEST FECALE COLONICO 1. alfa-biodiversità, descritta dalla curva di rarefazione 2. composizione del phylum 3. enterotipo 4.

32 PARAMETRI VALUTATI DAL TEST FECALE COLONICO 1. alfa-biodiversità, descritta dalla curva di rarefazione 2. composizione del phylum 3. enterotipo 4. rapporto Firmicutes/Bacteroidetes 5. rapporto Gram-positivi/Gram-negativi 6. analisi dei singoli taxa per la codifica dei generi coinvolti nella possibile disbiosi 7. covarianze batteriche

33 INDICE DI BIODIVERSITA

34 INDICE DI BIODIVERSITA

35 Alfa BIODIVERSITA Esprime la ricchezza batterica E un marker oggettivo di infiammazione Un soggetto sano ha un elevata biodiversità La biodiversità è osservabile attraverso la curva di rarefazione

36 Alfa BIODIVERSITA UNA CURVA PIU BASSA rispetto alla curva di rarefazione tipica di soggetti sani segnala una disbiosi quali-quantitativa edesprime una predisposizione verso: Atopia (allergia, asma, dermatite atopica) IBD (colite ulcerosa e malattia di Crohn) Malattie del metabolismo (obesità, diabete, sindrome metabolica) Autoimmunità Carcinoma del colon-retto

37 Alfa BIODIVERSITA UNA CURVA PIU ALTA si evidenzia soprattutto nei soggetti con Stipsi SIBO

38 Phylum Bacteroidetes Tipico delle DIETE MISTE con proteine animali e vegetali, carboidrati e grassi animali Valori = 50-60% conferiscono un RUOLO PROTETTIVO VERSO FENOTIPO obeso Valori < 50% in favore del phylum Firmicutes, predispone al fenotipo obesi Valori > 70 % espongono al rischio di DIABETE

39 Phylum Firmicutes Tipico delle diete ricche di carboidrati, grassi elaborati e zuccheri raffinati Phylum più diversificato di tutti Essi includono i Lactobacilli e gli Enterococchi Valori < 40% predispongono a FENOTIPO OBESO a causa di un aumentata capacità estrattiva dal cibo Valori > 40% predispongono a DEPRESSIONE E IBD

40 Phylum Proteobacteria Gram - Abbondanti fisiologicamente solo nei neonati e nelle donne incinte Se valori > % correlano con IBD, colite ulcerosa, Morbo di Crohn e carcinoma colo rettale La correlazione aumenta al diminuire di Faecalibacterium prausnitzii (phylum Firmicutes)

41 Phylum Actinobacteria Gram ++ Diffusi sul terreno, decompongono sostanze e corpi cellulari Nell intestino: genere Bifidobacterium (fenotipo sano) Se assenti predispongono alla ATOPIA soprattutto se arente Enterococcus Se carenti predispongono ad OBESITA INFANTILE

42 Phylum Verrucomicrobia Batteri a forma di verruca, tutti Gram - Se > % nel consorzio intestinale correla con la diagnosi di sclerosi multipla Se < 0.4% rischio sovrappeso

43 Phylum Fusobacteria Tutti Gram negativi ed infiammatori Se >> % depone per un aggravamento dei sintomi IBD Battere onco-promovente. La sua rilevazione aumenta in % passando da tessuto sano ad adenoma a carcinoma del colon-retto ed aumenta anche il rischio di ricorrenza correlando con la riduzione dei tempi di sopravvivenza

44 Phylum Tenericutes Patogeni in ambito ginecologico Se >> % depone con aspetti di autoimmunità, in particolare l artrite

45 ENTEROTIPI Classificazione del consorzio fecale in elazione alle possibili dominanze batteriche Sono indipendenti dalla nazionalità, sesso età o indice di massa corporea Stabili nell 85% dei casi in assenza di dieta drastica, malattia o largo uso di farmaci. Nel restante 15 % si ha uno shift da un enterotipo all altro a causa di instabilità intrinseca

46 ENTEROTIPI ENTEROTIPO 1 egemonia del GENERE (intestinale) Bacteroides Phylum Bacteroidetes ENTEROTIPO 2 egemonia del GENERE (orale) Prevotella Phylum Bacteroidetes ENTEROTIPO 3 apparente egemonia del GENERE (orale ) Ruminococcus, Phylum Firmicutes

Rapporto Firmicutes/Bacteroidetes Fenotipo sano ha un rapporto Firmicutes/Bacteroidetes F/B circa 40%:55%, cioè 0.8 Se F/B > 0.8 (tende a 3,4,5 ) si ha predisposizione al FENOTIPO OBESO Se F/B >> 0.

47 Rapporto Firmicutes/Bacteroidetes Fenotipo sano ha un rapporto Firmicutes/Bacteroidetes F/B circa 40%:55%, cioè 0.8 Se F/B > 0.8 (tende a 3,4,5 ) si ha predisposizione al FENOTIPO OBESO Se F/B >> 0.8 disbiosi fermentativa. Può essere facilmente scompensata tramite un approccio dieto-terapeutico con ridotto apporto di polissaccaridi Se F/B < 0.8 (tende a 3,4,5 ) si ha predisposizione al DIABETE Se F/B << 0.8 disbiosi putrefattiva ad esempio vicini allo ) Può essere facilmente scompensata con diete a ridotto apporto proteico

48 ENTEROTIPI LA CONOSCENZA DELL ENTEROTIPO PERMETTE : 1. correggere il tipo di regime alimentare 2. correggere aspetti nutrizionali specifici e rendere la dieta, uno dei fattori che maggiormente modellano il microbiota, il più varia e bilanciata possibile 3. rivelare l aderenza del paziente ad una nuova dieta

49 Grazie dell invito e dell attenzione

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