Vi è un crescente riconoscimento del fatto che durante i primi anni di vita il microbiota intestinale può influenzare gli esiti dello sviluppo neurologico e comportamentale. 

Molti studi, infatti, hanno riportato collegamenti tra il microbiota intestinale e alcuni comportamenti dei bambini. Uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Microbiome, ha analizzato le possibili associazioni tra i pathway metabolomici delle feci e gli esiti comportamentali del bambino suddividendo i piccoli pazienti in gruppi (cluster) in base alla composizione del loro microbiota intestinale. 

Taxa microbici e comportamento nei bambini

Specifici taxa microbici intestinali sono stati collegati al comportamento, alle abilità sociali e a quelle cognitive. Ad esempio, Bifidobacterium sp. SV1, Bacteroides vulgatus SV11 e Streptococcus sp. SV217 sono stati associati positivamente ai punteggi delle abilità adattive nei maschi, ma non nelle femmine, mentre Klebsiella sp. SV20, Clostridium sp. SV41 e Haemophilus sp. SV415 sono stati associati negativamente.

Inoltre, la ridotta abbondanza fecale di Prevotella a 12 mesi di età è stata associata a problemi di internalizzazione (come ansia e depressione) a 2 anni di età. Esiste un’associazione negativa tra l’abbondanza relativa di B. fragilis e B. thetaiotaomicron con comportamenti esternalizzanti (come aggressività o iperattività) nei bambini di età compresa tra 5 e 7 anni, mentre l’abbondanza di Prevotella durante l’infanzia è stata positivamente associata a comportamenti esternalizzanti a 6 anni.

Cluster microbici negli adulti

I raggruppamenti basati su cluster possono consentire di identificare associazioni tra il microbioma intestinale e fisiologia/comportamento dell’ospite che sarebbero difficili da identificare senza stratificare la popolazione di studio. 

Negli adulti, ciò si traduce tipicamente in tre o quattro cluster distinti, che sono spesso caratterizzati da una maggiore abbondanza relativa dei taxa batterici Prevotella, Bacillota e Bacteroides, dove quest’ultimo è spesso suddiviso nei cluster Ba1 e Ba2. Questi cluster sono già stati collegati a specifici risultati sulla salute negli adulti; ad esempio il cluster Ba2 è stato associato ad un aumento dell’infiammazione sistemica, una minore funzione vagale cardiaca, una riduzione dei punteggi di qualità della vita e un aumento delle probabilità di obesità, diabete di tipo 2, morbo di Crohn e depressione. 

Cluster microbici nei bambini

Nei bambini, un cluster arricchito in Bifidobacterium ed Enterobacteriaceae a 2,5 mesi di età è stato associato a punteggi elevati nel tratto di temperamento della regolazione emotiva utilizzando l’Infant Behavior Questionnaire-Revised (IBQ-R) a 6 mesi di età. 

Sono stati identificati in particolare quattro cluster distinti caratterizzati da un’elevata abbondanza relativa di Bacteroides, Subdoligranulum e Bifidobacterium. Tra questi il Bifidobacterium è stato segnalato come un taxon chiave per i raggruppamenti di cluster per i neonati durante il primo mese di vita. 

La prevalenza del cluster Bifidobacterium dominante potrebbe essere correlata all’abbondanza relativamente elevata delle specie Bifidobacterium nei neonati e nei bambini, che diminuisce gradualmente fino all’età adulta.

Cluster microbici c comportamento nei bambini

Il cluster Bifidobacterium è stato associato ad un aumento dei punteggi per i disturbi sociali dello sviluppo e a una riduzione dei punteggi delle abilità adattive, delle abilità sociali, della comunicazione funzionale e della vita quotidiana. 

Anche il cluster Ba2 era associato a punteggi ridotti di abilità adattive, abilità sociali e comunicazione funzionale. Un cluster arricchito in abbondanza di Faecalibacterium e Bacteroides è stato collegato a punteggi ridotti del linguaggio ricettivo e del linguaggio espressivo. 

Le analisi hanno rivelato anche due processi metabolici associati a esiti comportamentali dei bambini: il metabolismo dell’istidina in urocanato e il metabolismo del galattosio.

Cluster metabolici: istidina

Un numero significativamente inferiore di taxa batterici era correlato ai tassi di turnover dell’istidina-urocanato per il cluster Ba2. Allo stesso modo, l’introduzione di uno specifico microbiota privo di agenti patogeni in topi germ-free riduce i livelli di istidina fecale e aumenta i livelli di urocanato. 

Questi dati possono suggerire un ridotto coinvolgimento del microbiota intestinale nel metabolismo dell’istidina in urocanato che, alla fine, potrebbe comportare un deficit dei livelli sistemici di urocanato e dei suoi metaboliti a valle. 

È anche degno di nota il fatto che l’istidina può essere, attraverso l’istidina decarbossilasi, metabolizzata in istamina che svolge un ruolo chiave nel funzionamento del sistema immunitario ed è stata collegata allo sviluppo neuronale. 

Cluster metabolici: galattosio

Per quanto riguarda il metabolismo del galattosio, nel cluster Ba2 la sua specifica associazione tra le abbondanze relative dei Bacteroides e stachiosio, raffinosio e alfa-D-glucosio può suggerire che questi saccaridi potrebbero essere un substrato per taxa all’interno del genere Bacteroides negli individui che hanno un cluster di microbiota intestinale Ba2. 

Allo stesso tempo, il cluster Ba2 si associa a un’elevata assunzione di cereali e il controllo dell’assunzione di cereali ha mostrato una modesta riduzione dell’entità dell’effetto della correlazione tra i livelli di alfa-D-glucosio e i punteggi della vita quotidiana. 

Conclusioni

Sono state scoperte nuove relazioni tra il turnover dell’istidina-urocanato con i punteggi delle abilità sociali e del disturbo sociale dello sviluppo, nonché il metabolismo del galattosio e i punteggi della vita quotidiana, entrambi presenti solo nel cluster Ba2. 

Questi risultati forniscono nuove informazioni sugli effetti condizionali del microbioma intestinale sul metabolismo microbico e sugli esiti comportamentali dei bambini. È interessante notare che le composizioni del microbioma intestinale di base possono fornire informazioni sull’efficacia del trattamento, poiché i cluster pre-intervento predicono i cambiamenti del microbioma intestinale in risposta agli interventi nutrizionali. 

Questi dati emergenti sugli effetti condizionati del microbiota intestinale o dei cluster microbici intestinali possono potenzialmente portare a strumenti utili per personalizzare gli interventi mirati al microbioma. per migliorare i risultati sanitari.