Lo studio del microbiota intestinale potrebbe risultare utile negli screening diagnostici, oltre che nelle decisioni cliniche, per pazienti con disturbi dello spettro autistico. Sono infatti stati individuati biomarker batterici-metabolici potenzialmente utili per valutare il rischio di autismo.

È quanto si può riassumere dai risultati dello studio di Vernocchi et al. dell’ospedale Bambino Gesù IRCCS (Roma), di recente pubblicato su Frontiers in Microbiology. 

Disordini dello spettro autistico

I disordini dello spettro autistico (ASD) sono condizioni del neurosviluppo diversificate ma, in generale, caratterizzate da problematiche neurologiche, difficoltà nel contesto sociale, e nel comportamento. 

Sono associati spesso anche a comorbidità quali disordini gastrointestinali, disturbi del sonno ed epilessia. A questi si deve aggiungere una disbiosi del microbiota, possibile spiegazione per diversi di questi sintomi. 

Tra le molecole batteriche, acidi grassi a corta catena (SCFA) e metaboliti derivati dal triptofano giocano un ruolo importante nella comunicazione asse intestino-cervello. 

In questo studio è stato quindi approfondito quali alterazioni del metaboloma intestinale siano maggiormente coinvolte nel fenotipo di ASD e comorbilità al fine di individuare nuovi biomarcatori e predittori di malattia.

I risultati dello studio

Sono stati coinvolti 41 pazienti ASD per i quali sono stati raccolti dati psicofisici, eventuali terapie, dieta ecc. Dalle analisi condotte su campioni fecali di questi pazienti e di controlli sani (n=35):

• sono stati identificati 626 composti organici volatili (VOC) in entrambi i gruppi appartenenti a 23 classi quali alcoli, alcheni, alcani, chetoni ecc., 110 di questi sono stati considerati per ulteriori analisi. 17 sono invece risultati essere peculiari del gruppo ASD; 
• significativa la separazioni in termini di beta-diversity per la comunità batterica tra ASD e controlli. Riscontrata questa separazione anche in base a genere, età e presenza o meno di sintomi gastrointestinali;
• 32 i VOC associati con ASD tra i quali acido acetico, inoli, alcol feniletilico, acetone ecc., 4 invece con i controlli sani (amilalcol, butilacetato, metilacetato, 1-eptanolo e 2,6-dimetil-4-eptanone);
• raggruppando il gruppo dei pazienti in base all’età si è visto come nove metaboliti (p-cresolo, acido esanoico ecc.) differenzino significativamente e siano correlati a un’età superiore a 5 anni;
• considerando invece i sintomi gastrointestinali, si è registrata una differenza significativa in 2-tetradecanolo, 2-pentadecanone e 2-eptanol-5-metile, maggiormente presenti in ASD con sintomatologia; altri 4 invece nel sottogruppo privo di sintomi;
• differenze nell’espressione di metaboliti anche in base alla gravità della condizione autistica (indoli, 2,3-butanedione, ecc).

Passando al livello di pathways e networks invece:

• a differenziare maggiormente i due gruppi troviamo il metabolismo di acidi grassi, piruvato e fenilalanina seguiti da quelli che coinvolgono corpi chetonici, amino-zuccheri, aspartato, butirrato ecc.; 
• dei 38 OTU e 31 VOC considerati per la network analisi, si sono registrate correlazioni con la popolazione batterica. Per esempio, nel gruppo ASD, 140 sono le correlazioni significative tra OTU e VOC delle quali 54 negative e 86 positive. Tra questi, Carnobacteriaceae, Actinobacillus e Pepetostreptococcaceae hanno mostrato associazione positiva con acido pentanoico, 2,6-dimethyl-pyrazina, nonadecano, e acido 3-metil-butanoico; Pirellulaceae con 2-eptanone e 1-pentanolo. Associazione negativa invece per Bifidobacterium e indoli – scatoli.

Da ultimo, i ricercatori hanno indagato il possibile ruolo dei VOC prodotti dal microbiota intestinale come predittori di neurodivergenze. Dei 32 VOC considerati, 27 hanno mostrato una maggiore abbondanza nel gruppo ASD, i restanti 5 nei controlli. 12 sono inoltre risultati significativamente differenti, tutti più espressi in ASD. Tra questi, metil-isobutil-chetone, alcol feniletilico, indolo ecc. 

Conclusioni

Per riassumere quindi, alterazioni di metaboliti, inclusi quelli con effetti neuroattivi quali derivati di acidi grassi a  catena corta o indoli, sembrano influenzare l’impatto e la progressione della malattia.

Tra questi, indoli, acidi propanoico e butanoico potrebbero essere associati al fenotipo di ASD oltre che all’attività metabolica del microbiota intestinale, proponendosi come potenziali biomarcatori diagnostici e di progressione.