Nel microbioma orale e intestinale dei bambini si può “leggere” il rischio obesità

Bambino obeso - I pattern predittivi sono nel microbiota orale e intestinale

• Microbiota e aumento di peso nell’infanzia
• Profilo del microbiota orale e intestinale
• Aumento di peso e composizione del microbiota
• Cosa emerge

Stato dell’arte
Adulti o adolescenti in sovrappeso od obesi mostrano disbiosi del microbiota intestinale e orale. Se tali alterazioni siano già presenti in tenera età e come queste possano influire sull’aumento di peso durante la fase di crescita rimangono aspetti ancora da chiarire.

Cosa aggiunge questa ricerca
Questo studio analizza per la prima volta la relazione tra l’aumento di peso durante la crescita e le caratteristiche del microbiota orale e intestinale a 2 anni d’età, per individuare validi fattori predittivi.

Conclusioni
Il microbiota orale analizzato a 2 anni è associato all’andamento di crescita ponderale fino a quell’età con una diminuzione di diversità e un aumento del rapporto Firmicutes:Bacteroidetes tipicamente osservabili a livello intestinale di adulti e adolescenti obesi. Caratterizzando perciò la popolazione batterica orale in tenera età si potrebbe prevedere l’insorgenza o meno di disturbi correlati al peso.

Il microbiota orale analizzato a 2 anni è associato all’andamento di crescita ponderale fino a quell’età mostrando una diminuzione di diversità e un aumento del rapporto Firmicutes:Bacteroidetes tipicamente osservabile a livello intestinale di adulti e adolescenti obesi.

È quanto afferma lo studio condotto da Asrah J.C. Craig (Penn State University, University Park, USA) e colleghi, recentemente pubblicato su Scientific Reports.

L’obesità infantile rappresenta uno dei principali problemi di salute pubblica dei nostri giorni. È ormai noto come la condizione di obesità o sovrappeso sottenda una disbiosi intestinale con, generalmente, una riduzione della diversità batterica e, di contro, un incremento del rapporto Firmicutes:Bacteroidetes (F:B). Mentre questo aspetto è stato ampiamente analizzato per l’età adulta e adolescenziale, non è stato ancora approfondito in relazione a quella pediatrica. Analogamente, in questa fascia d’età, resta poco esplorato anche il ruolo del microbiota orale. In soggetti adulti, infatti, è stato dimostrato come tra individui obesi e normopeso ci siano differenze batteriche non solo a livello intestinale, ma anche della cavità orale, aspetto non analizzato nei bambini.

Con questo studio dunque, i ricercatori hanno voluto approfondire il ruolo del microbiota orale e intestinale espresso a 2 anni d’età sulla crescita, valutando parametri come peso e altezza al fine di delineare una possibile traiettoria.

Nello specifico, gli obiettivi della ricerca sono stati:

  • Definire un modello di curva di crescita ed esaminare la sua associazione con microbiota orale e intestinale
  • Valutare eventuali differenze nel microbiota orale o intestinale tra bambini con una crescita di peso veloce vs quelli con un trend più lento
  • Determinare la presenza di eventuali correlazioni tra il microbiota orale della madre e il trend di aumento ponderale nel figlio
  • Analizzare se la dieta o altri fattori hanno un impatto sul microbiota orale e intestinale oltre che sull’andamento di crescita del bambino

Da una coorte di 279 famiglie precedentemente incluse in un altro studio, sono stati collezionati campioni di microbiota orale da 229 madri e 225 bambini di due anni, 200 dei quali anche fonte di microbiota fecale. Di seguito i principali risultati.

Profilo del microbiota orale e intestinale

In base all’analisi di sequenziamento 16S rRNA è stato dimostrato come, nonostante ci sia un’elevata variabilità tra gli individui, i campioni di microbiota orale e intestinale mostrino differenze notevoli in termini di composizione a livello di phylum. In particolare:

  • Il microbiota orale è risultato caratterizzato principalmente dal phylum Firmicutes al quale seguono Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes e Fusobacteria
  • Il microbiota intestinale ha invece mostrato buoni livelli di Firmicutes e Bacteroidetes ma scarsa rappresentanza di Verrucomicrobia, Proteobacteria e Actinobacteria

Relazione tra curva di crescita e microbiota

Per valutare l’associazione tra l’aumento di peso in età pediatrica e il microbiota, i ricercatori si sono basati sulle innovative tecniche di regressione lineare previste dalla Functional Data Analysis (FDA) dimostrando che:

  • Una minor diversità microbica orale, associata a una più alta concentrazione dei Firmicutes rispetto ai Bacteroidetes, rappresentano marcatori di elevato indice di crescita durante i primi due anni di vita
  • A livello intestinale, né l’alpha diversity né il rapporto F:B hanno mostrato correlazione significativa con la curva di crescita registrata nell’arco dei due anni
  • Solo l’indice di alpha diversity del microbiota orale materno, non il rapporto F:B, ha mostrato un’associazione con la curva di crescita del figlio

Potenziali co-fattori e il loro ruolo

Il microbiota, soprattutto in tenera età, può essere influenzato da innumerevoli fattori che, di conseguenza, possono compromettere la sua relazione con l’aumento ponderale durante la crescita.

Basandosi sui dati antropometrici e di comportamento a loro disposizione, i ricercatori hanno considerato un totale di 17 potenziali fattori confondenti e li hanno applicati all’alpha diversity di microbiota orale e intestinale e al rapporto F:B.

Tra i fattori esaminati ne troviamo di correlati o meno alla dieta come per esempio il genere sessuale, l’esposizione ad antibiotici, la modalità di nascita, le abitudini della madre durante la gestazione, lo schema alimentare seguito.

  • I fattori non-dieta correlati non hanno mostrato effetti significativi rispetto ai parametri di microbiota considerati
  • Due analisi di regressione multipla sulle variabili dieta-correlate hanno confermato il forte impatto della dieta sul microbiota intestinale sia in termini di biodiversità che di rapporto F:B. Nessuna significatività è stata riscontrata invece in relazione al microbiota orale
  • L’alpha diversity intestinale, ma non il rapporto F:B, si è dimostrata un predittore significativo e positivo della curva di crescita se considerata insieme alla dieta.

Aumento di peso e composizione del microbiota

Infine, i ricercatori si sono concentrati a individuare, con quanta più precisione possibile, i generi batterici implicati nell’aumento di peso nei bambini. I generi individuati nei diversi campioni, per ragioni di analisi dei dati, sono stati quindi aggregati in gruppi tassonomici.

Sono stati ottenuti 75 gruppi tassonomici relativi al microbiota orale dei bambini, 77 per quello intestinale e 79 per quello orale delle madri.

Successivamente, attraverso una nuova metodica di FDA messa a punto dagli stessi autori di questa ricerca e denominata FLAME (Functional Linear Adaptive Mixed Estimation), sono stati identificati i migliori predittori di curva di crescita tra i gruppi tassonomici individuati.

  • Nel microbiota intestinale dei bambini, un gruppo tassonomico del phylum Proteobacteria ha mostrato effetti negativi mentre tre gruppi di Firmicutes e uno di Bacteroidetes effetti positivi
  • Nel microbiota orale dei bambini, un gruppo dei Bacteroidetes ha presentato effetti positivi e uno degli Actinobacteria effetti negativi
  • Il microbiota orale materno ha mostrato effetti positivi in relazione a un gruppo di Firmicutes e negativi rispetto a uno di Fusobacteria

A completamento dell’analisi, i ricercatori hanno applicato l’analisi LEfSe ai diversi campioni per identificare i gruppi tassonomici più utili e informativi per discriminare in anticipo i bambini con un rapido aumento di peso vs quelli con crescita più graduale.  

  • Nel microbiota intestinale dei bambini, il gruppo Actinobacteria è risultato associato a un aumento di peso graduale, mentre Firmicutes invece a una crescita ponderale più repentina
  • Gruppi appartenenti ai phyla Bacteroidetes e Firmicutes hanno mostrato una correlazione con l’aumento di peso graduale a livello di microbiota orale dei bambini
  • Dall’analisi del microbiota orale materno non sono emersi gruppi da correlare a uno o all’altro trend di aumento ponderale

In conclusione dunque sulla base di questi dati, seppur preliminari e perciò in attesa di ulteriori conferme, la caratterizzazione della popolazione batterica orale in tenera età potrebbe aiutare a prevedere l’insorgenza di disturbi correlati al peso in età adolescenziale e adulta.