Trapianto di microbiota: fondamentale l’affinità tra donatore e ricevente

Il buon esito del trapianto di microbiota fecale è risultato associato all’enterotipo e alla distanza tra comunità batteriche tra donatore e ricevente dopo il trapianto.
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Trapianto di microbiota: fondamentale l’affinità tra donatore e ricevente

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Stato dell’arte
Il trapianto di microbiota fecale è una strategia promettente per il trattamento di disbiosi associate a vari stati patologici, infiammazioni intestinali (IBD) o infezioni, incluse quelle da Clostridium difficile (CDI). La sua efficacia sembrerebbe tuttavia dipendere dall’affinità tra donatore e ricevente in termini di profilo batterico, aspetto non ancora del tutto approfondito.

Cosa aggiunge questa ricerca
In questo studio è stato correlato il profilo del microbiota intestinale di soggetti con IBD o CDI riceventi il trapianto e i rispettivi donatori, considerandone l’efficacia.

Conclusioni
Il buon esito del trapianto di microbiota fecale è risultato associato all’enterotipo e alla distanza tra comunità batteriche tra donatore e ricevente dopo il trapianto.

Il trapianto di microbiota fecale è una strategia che sta prendendo sempre più piede. La sua efficacia potrebbe però dipendere dall’affinità di popolazione batterica tra donatore e ricevente.

È quanto conclude lo studio di Ruiqiao He e colleghi della Chinese Academy of Sciences (Cina), pubblicato su Gut Microbes

Disbiosi e trapianto fecale

La disbiosi gastrointestinale è correlabile a vari disturbi e/o patologie. Tra queste, ad esempio, l’infezione da C. difficile (CDI) o l’infiammazione intestinale cronica (IBD) per i quali il trapianto di microbiota fecale (FMT) ha mostrato di essere una valida alternativa terapeutica. Scegliere il giusto donatore è però fondamentale. 

Un’elevata ricchezza batterica è risultata associata a una migliore risposta in soggetti con IBD. Come il match tra donatore e ricevente influenzi la riuscita del trapianto rimane tuttavia poco approfondito. 

Lo studio su IBD e infezioni da Clostridium difficile

A tal proposito, i ricercatori hanno incluso 61 pazienti con IBD media-grave e 14 coorti pubbliche (IBD e CDI) per un totale di 1.440 campioni considerandone il profilo batterico prima e dopo l’intervento oltre che le similitudini con i donatori. Di seguito le principali evidenze emerse.

Partendo dall’analisi e confronto generale dei profili batterici di soggetti con IBD e CDI si è visto come condividano enterotipi. Infatti:

  • Enterobacteriaceae (RCPT/E) e Bacteroides (RCPT/B) sono risultati gli enterotipi dominanti nei due gruppi 
  • l’alpha diversity ha tuttavia mostrato valori inferiori nel primo gruppo (RCPT/E) rispetto alla controparte (RCPT/B) indipendentemente dal disturbo e ai controlli sani 
  • 14 ceppi batteri sono risultati essere enterotipo specifici. L’abbondanza di Enterobacter e Citrobacter si è infatti mostrata maggiore nei RCPT/E e associabile a episodi di diarrea 

Affinità tra ricevente e donatore

La “distanza” tra il microbiota di ricevente e donatore sembrerebbe poi influenzare l’esito del FMT. Inoltre:

  • l’alpha diversity ha registrato un notevole incremento in entrambi gli enterotipi dopo l’intervento raggiungendo livelli simili a soggetti sani
  • i pazienti con RCPT/E hanno mostrato un drastico disturbo nella comunità batterica prima del FMT registrando tuttavia in seguito un maggior aumento nell’alpha diversity suggerendo l’efficacia dell’intervento 
  • a ulteriore supporto del rimodellamento della comunità batterica, altri  cambiamenti nell’abbondanza relativa di genere enterotipi-specifici sono stati osservati quali Citrobacter, Enterobacter e Acinetobacter
  • il contributo del donatore nella comunità batterica del ricevente si è mostrato tale che, dopo il FMT, il ricevente ha dimostrato una maggiore somiglianza batterica con il donatore che con sè stesso prima dell’intervento
  • la distanza tra i due enterotipi è andata a diminuire durante le prime due settimane dopo il FMT per quasi annullarsi dopo due mesi, riflettendo probabilmente il processo di colonizzazione dei “nuovi” batteri
  • 16 taxa hanno mostrato un arricchimento nei rispondenti dopo il trapianto e non prima, suggerendo il contributo del donatore

I ricercatori hanno quindi valutato l’effettivo apporto del donatore quantificando i batteri già residenti.  

  • tra i 20 batteri intestinali più abbondanti nei riceventi dopo il trapianto, 5 e 15 di questi sono stati classificati come “residenti” e “colonizzatori” rispettivamente
  • l’abbondanza relativa dei colonizzatori ha mostrato di essere il 60,2% del totale suggerendo una buona aderenza e proliferazione
  • Fusobacterium e Streptococcus sono stati classificati come residenti e la loro abbondanza è risultata simile prima e dopo l’intervento. Faecalibacterium e Prevotella invece sono stati assegnati al gruppo colonizzatore
  • residenti anche due taxa enterotipo-dominanti, Enterobacteriaceae e Bacteroides, nonostante abbiano mostrato un incremento dopo FMT raggiungendo i livelli dei donatori 
  • il rapporto tra colonizzatori e residenti (C/R) nei rispondenti al trapianto è risultato maggiore che nei non rispondenti. In questi, un esito negativo sembrerebbe essere da attribuire a una maggiore ritenzione dei ceppi residenti includenti patogeni durante il FMT. 86 ceppi residenti hanno infatti mostrato un’abbondanza doppia nel gruppo non responsivo, Clostridioides ad esempio

Batteri coinvolti nel successo del trapianto

A prescindere dall’affinità batterica tra donatore e ricevente, c’è un particolare enterotipo nel donatore più favorevole a un FMT di successo? 

In alcuni casi sembrerebbe di sì. Infatti, dividendo i donatori in DONOR/P se dominati da Prevotella o DONOR/B se Bacteroides è il taxa prevalente:

  • nei RCPT/B una risposta positiva al trapianto è stata dimostrata dal 69,33% dei riceventi da DONOR/P, dal 34,48% se da DONOR/B. In questi soggetti, l’alpha diversity è inoltre risultata significativamente maggiore della controparte 
  • RCPT/B è infatti risultato più “distante” dal profilo dei DONOR/B con anche un minor successo di colonizzazione post-FMT
  • i riceventi RCPT/E hanno tuttavia mostrato la maggior percentuale di successo (70,88%) indipendentemente dall’enterotipo del donatore. In questi, il rapporto C/R è risultato anche notevolmente più elevato con una differenza donatore-ricevente meno accentuata, in linea con quanto dimostrato precedentemente 
  • in generale, i riceventi RCPT/E hanno mostrato una transizione di enterotipo maggiore nel post-intervento (62,7%) rispetto alla controparte RCPT/B (58,5%). In questi ultimi, il 65,1% dei donatori DONOR/P ha dimostrato un impatto nella comunità dei riceventi, mentre i DONOR/B il 40,6%

Considerando l’importanza di un giusto “match” è quindi necessario uno strumento per poterlo fare in modo automatico e validato. 

A tal proposito è stato quindi messo a punto un modello matematico di assegnazione denominato “selezione dell’enterotipo sulla base del donatore” o EDS che, grazie alla buona affidabilità dimostrata, sembrerebbe essere un valido aiuto nell’implementare ulteriormente l’efficacia del trapianto di microbiota fecale in pazienti ad oggi non rispondenti. 

Conclusioni

Per riassumere quindi, il trapianto di microbiota fecale è una valida strategia nell’affrontare e/o coadiuvare il trattamento di molteplici condizioni che con una più corretta selezione della coppia donatore-ricevente sostenuta da un’opportuna procedura automatizzata potrebbe aumentare ancora di più la sua efficacia.

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