Il Microbioma intestinale nelle prime ore di vita influenza la salute futura
Un team di ricercatori dell’Ospedale pediatrico di Filadelfia (CHOP) ha studiato lo sviluppo del microbioma intestinale nelle prime ore dell’infanzia, fornendo una base scientifica su come i cambiamenti in questo apparato possono avere un impatto sulla salute e sulle malattie in futuro. I risultati sono stati pubblicati online dalla rivista Nature Microbiology.
Mentre i ricercatori hanno compreso l’importante connessione tra le molte specie di batteri nel microbioma intestinale e la salute umana, come queste specie emergano nell’infanzia e quali funzioni assolvono non sono completamente comprese.
“Alla fine, l’intestino nei bambini conterrà centinaia di diverse specie di batteri, ma alla nascita potrebbero esserci solo 10 o meno specie”, ha dichiarato Kyle Bittinger, PhD, direttore del centro di analisi del Microbiome Center presso CHOP e primo autore dello studio. “Volevamo capire perché quei particolari batteri sono i primi ad emergere e qual è il loro comportamento nelle prime ore di vita.”
Il team di studio si è concentrato su tre specie di batteri – Escherichia coli, Enterococcus faecalis e Bacteroides vulgatus – perché ad oggi quelle specie sono state osservate nel maggior numero di bambini. Hanno analizzato i genomi di questi batteri per determinare perché stanno crescendo nei neonati. Inoltre, il team ha caratterizzato le proteine e i metaboliti, o piccole molecole, presenti nel microbioma in questa fase di sviluppo.
Una delle sfide per la raccolta di queste informazioni è che per le prime ore di vita, qualsiasi DNA raccolto da un campione di feci non proviene dai batteri ma dal bambino stesso. I ricercatori non hanno visto i batteri emergere in concentrazioni rilevabili fino a quando i bambini non avevano circa 16 ore.
Il team di studio ha trovato prove che l’ambiente iniziale del microbioma intestinale è anaerobico, contrariamente al modello prevalente che sostiene che l’intestino diventa anerobico solo dopo che i batteri crescono e consumano ossigeno. Le prove provenivano dall’osservazione dell’ordine in cui gli aminoacidi venivano consumati dai batteri.
Il team di studio ha anche osservato che i livelli di metaboliti erano generalmente coerenti con il rilevamento di batteri. Le molecole prodotte in genere dai batteri intestinali, come acetato e succinato, sono aumentate in campioni in cui sono stati rilevati batteri. Inoltre, i livelli di proteine selezionate sono scesi nei campioni contenenti batteri, suggerendo che i batteri avrebbero potuto consumare quelle proteine per favorire la crescita.
L’analisi delle tre specie batteriche studiate in questi neonati ha rivelato che stavano già emergendo molteplici ceppi di ciascun batterio.
“Con le informazioni che abbiamo, mentre continuiamo a seguire questi bambini, possiamo seguirli e vedere per quanto tempo persistono questi primi ceppi di batteri”, ha detto Bittinger. “Possiamo quindi vedere le conseguenze di questa attività chimica iniziale nei campioni successivi e speriamo di individuare i primi cambiamenti che potrebbero avere un impatto sulla salute più avanti nell’infanzia”.
I ricercatori sperano di utilizzare i risultati dello studio per determinare in che modo lo sviluppo del microbioma intestinale può influenzare l’aumento di peso in eccesso. I bambini coinvolti in questo studio saranno seguiti nei primi due anni di vita. Inoltre, tutti gli 88 bambini coinvolti nello studio sono afroamericani, una popolazione per la quale l’obesità infantile è una preoccupazione crescente.
“Esistono pochi studi che hanno esaminato i modelli di crescita infantile negli afroamericani”, ha dichiarato Babette Zemel, PhD, direttore del programma associato del Center for Human Phenomic Science, direttore del Nutrition and Growth Laboratory, un ricercatore accademico con Programma sul peso salutare al CHOP, professore di ricerca di pediatria alla Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania e co-autore senior dello studio. “Con questo importante primo pezzo del puzzle, possiamo seguire questi bambini sani e imparare come appare un normale modello di crescita in modo che, in futuro, potremmo essere in grado di intervenire quando i cambiamenti nel microbioma possono influenzare negativamente i bambini.”
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