Stato dell’arte
Alterazioni del microbioma intestinale sono state collegate a molteplici patologie croniche. Cosa provochi questi disequilibri rimane molto spesso da chiarire. La cavità orale, con il suo contatto con l’esterno potrebbe però rappresentare un importante fattore da considerare.

Cosa aggiunge questa ricerca
Attraverso un approccio multiomico (genomico, trascrittomico e proteomico), in questo studio sono stati combinati campioni di microbiota fecale e salivare di individui con diabete di mellito di tipo 1 (T1DM) vs controlli sani.

Conclusioni
Alterazioni nel microbiota orale impattano su quello intestinale con, in particolare, una riduzione nel trasferimento verticale di S. salivarius. Ciò potrebbe contribuire all’infiammazione che sta alla base di diabete di tipo 1.

Un disequilibrio nella comunità microbica orale potrebbe alterare quella intestinale andando a ridurre il trasferimento di Streptococcus salivarius e, quindi, a favorire un ambiente infiammatorio, caratteristica comune di pazienti con diabete mellito di tipo 1. 

È quanto conclude lo studio multidisciplinare di B. J. Kunath e colleghi del Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (Lussemburgo), di recente pubblicato su Microbiome.

Infiammazione cronica e diabete

Uno stato infiammatorio persistente può comportare, in molti casi, lo sviluppo di patologie croniche come diabete mellito di tipo 1 (T1DM). Tra le cause pro-infiammatorie, c’è anche un disequilibrio del microbiota intestinale. 

Soggetti con diabete di tipo 1 hanno infatti dimostrato in diversi studi un profilo microbico intestinale alterato rispetto a controlli sani senza tuttavia fornire una chiara e generalizzabile distinzione. Rimane inoltre da chiarire come tali cambiamenti nel microbiota intestinale vadano a influenzare le funzionalità gastrointestinali e immunitarie nel diabete di tipo 1. 

Oltre a una carenza o mancanza di produzione insulinica, caratteristica principale della patologia diabetica, si è osservata una alterata fisiologia della cavità orale con, ad esempio, una diminuzione significativa della produzione salivare e un aumento nelle concentrazioni di glucosio con conseguente acidificazione. 

Il ruolo del microbiota orale

Il microbiota orale dovrebbe quindi essere ugualmente in disequilibrio con possibili correlazioni con T1DM. Gli effetti del diabete sul microbiota orale, o viceversa, rimangono tuttavia ancora poco noti. 

Applicando un approccio multiomico orientato su genomica, trascrittomica e proteomica, in questo studio i ricercatori hanno quindi integrato informazioni da campioni fecali (microbioma intestinale) e salivari (microbioma orale) di 17 pazienti con T1DM vs 18 membri familiari sani con lo scopo di individuare tratti distintivi, intra-correlazioni e influenze sulla patologia. Di seguito le principali evidenze. 

I risultati dello studio

Partendo da una descrizione generale della struttura microbica non si sono registrate differenze significative tra i due gruppi, solo lievi alterazioni: 

• i controlli hanno registrato un numero superiore di specie a livello intestinale, seppur con nessuna differenza in termini di ricchezza
• inter-alterazioni di diversità beta intestinale e orale per il gruppo dei controlli, non in quello dei pazienti
• analoga ricchezza anche per il microbiota orale

Concentrandosi sulla comunità orale si è tuttavia visto come l’acidificazione in caso di T1DM impatti specifichi taxa andando inoltre a creare un disequilibrio tra le specie di Streptococcus. In particolare:

• nei controlli sani, c’è un bilancio tra l’abbondanza di patogeni opportunisti (S. mutans o S. Pneumoniae ad esempio) e ceppi commensali (S. salivarius, S. parasanguinis o S. mitis)
• di contro, l’abbondanza di vari Streptococcus tolleranti all’ambiente acido, non patogeni, ha mostrato variazioni rispetto ai controlli. Streptococcus parasanguinis e Streptococcus HMSC073D05 hanno, ad esempio, registrato un aumento; l’acido intollerante Streptococcus salivarius invece una diminuzione
• ai ceppi di Streptococcus si aggiunge Porphyromonas gingivalis, diminuito nel gruppo T1DM, comunemente associato a disbiosi e non tollerante agli ambienti acidi
• da analisi di metatrascrittomica si sono poi viste un’aumentata attività del patogeno S. mutans (acido-tollerante) in T1DM, una diminuzione invece di quella di S. salivarius
• correlazione positiva è emersa tra S. mutans e geni quali bacteriocin IIc e pre-toxin TG, tossine con un’ampia attività inibitoria ma che, apparentemente, non hanno un effetto su S. mutans

Passando poi a livello intestinale, come osservato nel contesto orale, S. salivarius ha mostrato una diminuzione di abbondanza intestinale favorendo un ambiente infiammatorio e un fiorire di enterobatteri.

• assieme a un decremento di S. salivarius si è osservato un decremento di Escherichia coli (Enterobacteria), tra i più comuni patobionti la cui espansione è associata allo sviluppo di varie condizioni, infiammatorie in particolare
• nel gruppo T1DM si è infatti notato come i geni associati a E. coli (stress ossidativo, infiammazione ecc.) siano tra i più sovraespressi suggerendone un ruolo attivo nella malattia
• aumentate in linea con E. coli anche proteine coinvolte nella risposta immunitaria. Tra queste, il recettore polimerico immunoglobulinico (pIgR), responsabile per la secrezione di IgA nel lume intestinale
• incrementato nei pazienti T1DM anche l’enzima lipocalina 2, tipico biomarcatore di infiammazione associato a stati di obesità e diabete, e di lattotransferrina, proteina con attività antimicrobica e immunitaria. Simile andamento per lattoferrina, anch’essa coinvolta nella regolazione dell’immunità innata, nella funzionalità insulinica e come agente antimicrobico.

Seguendo un approccio multi-omico, i ricercatori hanno quindi integrato le informazioni provenienti da analisi di genomica, transcrittomica e proteomica sottolineando come ci sia un trasferimento e una correlazione di attività tra batteri della cavità orale e intestinale. 

Streptococcus salivarius 

Tra questi, il genere Streptococcus, S. salivarius in particolare, sembrerebbe non solo esser trasmesso meno nei soggetti con diabete di tipo 1, ma anche meno attivo. 

Importante notare, inoltre, come il grado di trasmissione sia correlato con l’abbondanza dei taxa nella sede intestinale, non se nella cavità orale.  

Questo potrebbe essere spiegato con il fatto che i pazienti diabetici hanno anche una cavità alterata in termini di acidità, concentrazione di glucosio o flusso salivare andando a impattare negativamente sulla popolazione batterica locale e sull’efficacia di trasferimento extra-sede.

Conclusioni

Per riassumere dunque, questo studio si è focalizzato sul microbiota di due importanti distretti, intestino e cavità orale, andandone a identificare differenze in composizione, funzionalità ed eventuale trasferimenti di generi batterici in relazione alla patologia diabetica. 

A una minore espressione di S. Salivarius contrapposta a un eccesso di E.coli, nel gruppo di pazienti si aggiunge un profilo infiammatorio con una minore trasmissione batterica. 

I livelli di trasmissione sono tuttavia risultati correlati all’abbondanza di tali specie a livello intestinale, non orale. Ulteriori studi che vadano a combinare altre tipologie di dati sulla comunità orale potrebbero fornire le informazioni mancanti.