Pediatria: probiotici che sostengono il sistema immunitario

Ormai ci sono pochi dubbi: la colonizzazione batterica dell’intestino durante i primi anni di vita è fondamentale per la salute del tratto gastro enterico, ma non solo. 

Il coinvolgimento del microbiota nello sviluppo e nel decorso di numerosi disturbi e/o vere e proprie patologie, anche a distanza di molti anni, sta suscitando un crescente interesse sia nella ricerca scientifica, sia nella clinica.

Uno degli ambiti di ricerca più promettenti riguarda lo studio di probiotici e prebiotici per l’età pediatrica: sono già numerose le pubblicazioni che analizzano la possibilità di prevenire malattie acute e croniche sostenendo il mibrobiota intestinale. Ma uno dei fronti più interessanti è la ricerca sul rapporto tra microbiota infantile e sistema immunitario.

Una delle evidenze più solide che appare subito, analizzando la letteratura, è che i probiotici non sono tutti uguali. È importante quindi conoscerne le caratteristiche d’azione, la loro interazione, la sicurezza e la gestione. 

Focalizzandosi sulla popolazione pediatrica, è ormai un dato certo che il latte materno, ricco di prebiotici (soprattutto oligosaccaridi) è essenziale per il corretto sviluppo e per la successiva formazione del microbiota intestinale. 

Ma il dato più interessante è che, oltre agli oligosaccaridi del latte materno, anche specifici ceppi probiotici possono rivelarsi utili nello sviluppo della comunità batterica che colonizza l’intestino dei bambini [1]. 

I probiotici più usati, sia in età pediatrica, sia nell’adulto, appartengono ai generi Lactobacillus e Bifidobacterium. E sono disponibili in commercio come singoli o in combinazione. 

Tra i ceppi più studiati e somministrati in età pediatrica abbiamo Bifidobacterium lactis HN019, Bifidobacterium breve M-16V e Lactobacillus rhamnosus HN001. 

Bifidobacterium lactis HN019 

Isolato originariamente dallo yogurt è uno dei probiotici più impiegati e più sicuri, anche per i bambini [2]. 

La sua “popolarità” deriva dai numerosi gli studi clinici che ne hanno testato e confermato i benefici in svariate condizioni cliniche e fasi della vita. 

Di seguito qualche esempio delle attività di B. lactis HN019.

• un suo supplemento quotidiano in 28 neonati nati con parto cesareo ha permesso di modularne il profilo batterico intestinale portandolo a essere simile a quello di coetanei nati con parto naturale, tradizionalmente associato a un migliore quadro di salute anche nel lungo termine [3]
• aiuta a mantenere le funzioni della barriera intestinale durante le infezioni gastrointestinali causate da Rotavirus, Shigella spp. o Salmonella spp., critiche soprattutto entro i 5 anni d’età e in Paesi in via di sviluppo [4]. La protezione sembra venire da un potenziamento della risposta immunitaria. Inoltre, soprattutto se assunto in combinazione con prebiotici quali oligosaccaridi, sembrerebbe ridurre l’incidenza di diarrea provocata da altre cause [5]
• allevia i sintomi in bambini con dermatite atopica da cibo, non da allergeni ambientali, suggerendo come la sua azione sia centrata sul tratto gastrointestinale [6]
• potrebbe supportare la crescita in bambini di 1-3 anni come suggerito dai livelli di ferro ematici e parametri fisici (peso, altezza) rispetti ai coetanei senza il supplemento [7]

Bifidobacterium breve M-16V

Le allergie sono una delle principali problematiche di salute a livello mondiale con oltre il 30% della popolazione colpita (percentuale in crescita). 

Lo stile di vita occidentale sembrerebbe esserne il maggiore fattore predisponente con un’eccessiva igiene, frequente (e abuso) di antibiotici, diete super controllate etc. Tutti fattori che comportano un’alterazione della popolazione batterica e un indebolimento del sistema immunitario [8].   

Il genere Bifidobacterium (phylum Actinobacteria) comprende oltre 45 specie, B. breve M-16V incluso. B. breve è il ceppo maggiormente presente nei neonati sani, allattati al seno e nel latte materno stesso [9]. 

Oltre ad avere un alto profilo di sicurezza [10], B. breve ha dimostrato un ruolo attivo nell’attivazione e nella maturazione del sistema immunitario dell’ospite [11].

Le proprietà antinfiammatorie sono state confermate sia in vitro, in vivo sia in studi clinici.

Dalla revisione di Wong et al. si possono apprezzare svariate conferme sulla sua efficacia nel contesto della salute pediatrica. Il supplemento di B. breve M-16V sembrerebbe, ad esempio [12]: 

• sostenere l’espressione di un importante citochina immunoregolatoria (TGF-beta1) essenziale per la prevenzione di reazioni allergiche nei neonati [13]

• ridurre il rischio di enterocolite necrotizzante in bambini prematuri promuovendo la funzionalità della barriera e dell’immunità intestinale 
• migliorare i sintomi da dermatite atopica (eczema) scatenata da latte bovino e gli attacchi asmatici correlati [14,15] 
• ridurre lo sviluppo di riniti stagionali soprattutto se somministrato in combinazione con B. Longum BB536 e B. Infantis M-63 [16]

B. breve M-16V ha poi mostrato effetti sinergici con prebiotici quali galatto- o frutto-oligosaccaridi (formulazioni simbiotiche) riducendo, ad esempio, lo sviluppo di allergie al latte bovino o cutanee oltre che ridurre la disbiosi associata a parto cesareo [17,18]. 

Lactobacillus rhamnosus HN001

I batteri lattici, da qui il nome Lactobacillus, hanno ampiamente dimostrato un’associazione positiva con un aumento della risposta immunitaria innata e adattiva [19].

L. rhamnosus HN001 in particolare ha dimostrato, oltre che a una buona sicurezza e tolleranza in neonati e donne in gravidanza [20], proprietà immunomodulanti simili ai ceppi Bifidobacterium presentati precedentemente. Tra queste, un supplemento di L. rhamnosus HN001 ha dimostrato:

• una riduzione del 50% nella prevalenza di eczema dai due ai sei anni attraverso un potenziale sostegno dell’integrità cellulare, della funzionalità della barriera intestinale e del bilancio tra Th1/Th2 [21,22]
• effetti positivi nel ridurre episodi di dermatiti atopiche e/o eczemi sembrerebbero esserci anche se il supplemento viene assunto dalle madri durante la gravidanza, per le quali ha inoltre dimostrato di ridurre episodi di vaginosi batterica e diabete gestazionale [23]
• un’importante riduzione di rinocongiuntiviti [24]
• di essere utile nel trattamento di diarrea acuta in pazienti pediatrici ospedalizzati riducendone significativamente la durata se assunto in associazione a Bifidobacterium lactis Bi-07 e Lactobacillus acidophilus NCFM [25]

Riferimenti

1. Thomas DW, Greer FR; American Academy of Pediatrics Committee on Nutrition; American Academy of Pediatrics Section on Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition. Probiotics and prebiotics in pediatrics. Pediatrics. 2010 Dec;126(6):1217-31. doi: 10.1542/peds.2010-2548 

2. Jing Cheng, Arja Laitila and Arthur C. Ouwehand. Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 Effects on Gut Health: A Review; Front. Nutr., 14 December 2021 Sec.Food Chemistry doi.org/10.3389/fnut.2021.790561

3. Yang W, Tian L, Luo J, Yu J. Ongoing supplementation of probiotics to cesarean-born neonates during the first month of life may impact the gut microbial. Am J Perinatol. (2020). 38:1181–91. doi: 10.1055/s-0040-1710559

4. Troeger C, Forouzanfar M, Rao PC, Khalil I, Brown A, Reiner RC Jr. Estimates of global, regional, and national morbidity, mortality, and aetiologies of diarrhoeal diseases: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet Infect Dis. (2017) 17:909–48. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30276-1

5. Sazawal S, Dhingra U, Hiremath G, Sarkar A, Dhingra P, Dutta A, et al. Prebiotic and probiotic fortified milk in prevention of morbidities among children: community-based, randomized, double-blind, controlled trial. PLoS ONE. (2010) 5:e12164. doi: 10.1371/journal.pone.0012164

6. Sistek D, Kelly R, Wickens K, Stanley T, Fitzharris P, Crane J. Is the effect of probiotics on atopic dermatitis confined to food sensitized children? Clin Exp Allergy. (2006) 36:629–33. doi: 10.1111/j.1365-2222.2006.02485.x

7. Gopal PK, Prasad J, Gill HS. Effects of the consumption of Bifidobacterium lactis HN019 (HN019t) and galacto-oligosaccharides on the microflora of the gastrointestinal tract in human subjects. Nutr Res. 2003;23:1313–1328

8. Cukrowska B, Bierła JB, Zakrzewska M, Klukowski M, Maciorkowska E. The Relationship between the Infant Gut Microbiota and Allergy. The Role of Bifidobacterium breve and Prebiotic Oligosaccharides in the Activation of Anti-Allergic Mechanisms in Early Life. Nutrients. 2020 Mar 29;12(4):946. doi: 10.3390/nu12040946

9. Collado, M.C.; Cernada, M.; Baüerl, C.; Vento, M.; Pérez-Martínez, G. Microbial ecology and host-microbiota interactions during early life stages. Gut Microbes 2012, 3, 352–365

10. Toscano, M.;  De Vecchi, E.;  Gabrieli, A.;  Zuccotti, G.V.;  Drago, L. Probiotic characteristics andin vitrocompatibility of a combination of Bifidobacterium breve M-16 V, Bifidobacterium longum subsp. infantisM-63 and Bifidobacterium longum subsp. longum BB536. Ann. Microbiol.2015,65, 1079–1086

11. Bozzi Cionci, N.; Baffoni, L.; Gaggìa, F.; Di Gioia, D. Therapeutic microbiology: The role of Bifidobacterium breve as food supplement for the prevention/treatment of paediatric diseases. Nutrients 2018, 10, 1723  

12. Wong, C.B.; Iwabuchi, N.; Xiao, J.Z. Exploring the Science behind Bifidobacterium breve M-16V in infant health. Nutrients 2019, 11, 1724 

13. Fujii, T.; Ohtsuka, Y.; Lee, T.; Kudo, T.; Shoji, H.; Sato, H.; Nagata, S.; Shimizu, T.; Yamashiro, Y. Bifidobacterium breve enhances transforming growth factor beta1 signaling by regulating smad7 expression in preterm infants. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2006, 43, 83–88

14. Taniuchi, S.;  Hattori, K.;  Yamamoto, A.;  Sasai, M.;  Hatano, Y.;  Kojima, T.;  Kobayashi, Y.;  Iwamoto, H.;Yaeshima, T. Administration of Bifidobacterium to infants with atopic dermatitis: Changes in fecal microfloraand clinical symptoms.J. Appl. Res. Clin. Exp. Therapeut.2005,5, 387.

15. Van der Aa, L.B.; Van Aalderen, W.M.C.; Heymans, H.S.A.; Henk Sillevis Smitt, J.; Nauta, A.J.; Knippels, L.M.J.;Ben Amor, K.; Sprikkelman, A.B.; Group, S.S. Synbiotics prevent asthma-like symptoms in infants withatopic dermatitis.Allergy2011,66, 170–17

16. Del Giudice, M.M.; Indolfi, C.; Capasso, M.; Maiello, N.; Decimo, F.; Ciprandi, G. Bifidobacterium mixture (B longum BB536, B infantis M-63, B breve M-16V) treatment in children with seasonal allergic rhinitis and intermittent asthma. Ital. J. Pediatr. 2017, 43, 25

17. Kostadinova, A.I.; Meulenbroek, L.A.; van Esch, B.C.; Hofman, G.A.; Garssen, J.; Willemsen, L.E.; Knippels, L.M. A specific mixture of fructo-oligosaccharides and Bifidobacterium breve m-16v facilitates partial non-responsiveness to whey protein in mice orally exposed to lactoglobulin-derived peptides. Front. Immunol. 2017, 7, 673.

18. Chua, M.C.; Ben-Amor, K.; Lay, C.; Neo, A.G.E.; Chiang,W.C.; Rao, R.; Chew, C.; Chaithongwongwatthana, S.; Khemapech, N.; Knol, J.; et al. Effect of synbiotic on the gut microbiota of cesarean delivered infants: A randomized, double-blind, multicenter study. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2017, 65, 102–106. 

19. H.S. Gill, K.J. Rutherfurd, J. Prasad, P.K. Gopal Enhancement of natural and acquired immunity by Lactobacillus rhamnosus (HN001), Lactobacillus acidophilus (HN017) and Bifidobacterium lactis (HN019) British Journal of Nutrition, 83 (2000), pp. 167-176

20. Dekker J et al. (2009). Safety aspects of probiotic bacterial strains Lactobacillus rhamnosus HN001 and Bifidobacterium animalis subs. lactis HN019 in human infants aged 0-2. International Dairy Journal, 149-154 .

21. Wickens K, Black PN, Stanley TV et al. A differential effect of 2 probiotics in the prevention of eczema and atopy: a double-blind, randomized, placebocontrolled trial. J Allergy Clin Imunol 2008; 122:788–94. 

22. Wickens K et al. (2013). A protective effect of lactobacillus rhamnosus HN001 against eczema in the first 2 years of life persists to age 4 years. Epidemiology of Allergic Disease , 42, 1071-1079.

23. Barthow C, Wickens K, Stanley T, Mitchell EA, Maude R, Abels P, Purdie G, Murphy R, Stone P, Kang J, Hood F, Rowden J, Barnes P, Fitzharris P, Craig J, Slykerman RF, Crane J. The Probiotics in Pregnancy Study (PiP Study): rationale and design of a double-blind randomised controlled trial to improve maternal health during pregnancy and prevent infant eczema and allergy. BMC Pregnancy Childbirth. 2016 Jun 3;16(1):133. doi: 10.1186/s12884-016-0923-y

24. Wickens K et al. (2013). Early supplementation with Lactobacillus rhamnosus HN001 reduces eczema prevalence to 6 years: does it also reduce atopic sensitisation? Epidemiology of Allergic Disease , 43: 1048-1057.
    
25. Chen K, Xin J, Zhang G, Xie H, Luo L, Yuan S, Bu Y, Yang X, Ge Y, Liu C. A combination of three probiotic strains for treatment of acute diarrhoea in hospitalised children: an open label, randomised controlled trial. Benef Microbes. 2020 Aug 12;11(4):339-346. doi: 10.3920/BM2020.0046