Per anni è stato studiato il legame tra il cervello e il microbiota intestinale. Di recente, un’analisi che ha coinvolto più di 380 bambini mostra che specifici microbi intestinali sono associati a un miglioramento delle funzioni cognitive.
I risultati, pubblicati su Science Advances, potrebbero dunque favorire lo sviluppo di strategie per diagnosticare i disturbi del neurosviluppo e per mettere a punto nuovi interventi terapeutici.
«Anche se non sono state testate direttamente le relazioni causali tra i taxa microbici intestinali, i loro geni, l’intestino e il cervello, questo studio fornisce associazioni chiare e statisticamente significative che potrebbero essere utili per condurre ulteriori studi in modelli preclinici», affermano gli autori.
Microbiota intestinale e autismo
Studi precedenti hanno dimostrato che i microbi intestinali sono associati alla patogenesi dell’autismo e di altre condizioni che influenzano lo sviluppo e la funzione del cervello. Tuttavia, non è stato ancora dimostrato come lo sviluppo cerebrale di un bambino sia interconnesso con la diversità microbica intestinale nei primi anni di vita.
Kevin Bonham del Wellesley College in Massachusetts e i suoi colleghi hanno quindi deciso di analizzare le funzioni cognitive e il microbiota intestinale di 381 bambini sani di età compresa tra 40 giorni e 10 anni. Le analisi del microbiota sono state eseguite entro una settimana dalle singole valutazioni cognitive.
I ricercatori hanno anche eseguito scansioni cerebrali per valutare la struttura del cervello dei bambini.
Metabolismo microbico
Entro i 18 mesi di vita, i punteggi delle funzioni cognitive sono risultati associati a variazioni dei livelli di specifici microbi intestinali e di metaboliti microbici come gli acidi grassi a catena corta (SCFA).
Tra i bambini di età superiore ai 18 mesi, quelli con punteggi della funzione cognitiva più elevati hanno mostrato livelli superiori alla norma di diversi batteri intestinali, tra cui Alistipes obesi e Asaccharobacter celatus, nonché di microbi produttori di SCFA come Eubacterium eligens e Faecalibacterium prausnitzii.
Il microbo Sutterella wadsworthensis è risultato invece associato a punteggi più bassi della funzione cognitiva.
La produzione dell’aminoacido glutammato – un neurotrasmettitore che si lega a diversi tipi di recettori presenti in tutto il cervello – è risultata maggiore nei bambini con punteggi di funzione cognitiva più elevati.
«Questi risultati suggeriscono che l’attività metabolica dei microbi intestinali, in particolare il metabolismo di composti neuroattivi, può avere effetti sullo sviluppo cognitivo», affermano i ricercatori.
Biomarker del neurosviluppo
Utilizzando modelli di machine-learning, i ricercatori hanno dimostrato che i profili microbici intestinali nel primo anno di vita potrebbero predire le funzioni cognitive e la struttura del cervello dei bambini.
L’analisi ha identificato in particolare circa 50 specie microbiche, tra cui F. prausnitzii, E. eligens, Parasutterella excrementihominis, A. obesi.
Il team ha anche scoperto che specifici microbi sono associati a funzioni cognitive distinte. «Bifidobacterium pseudocatenulatum, Blautiawexlerae ed E. eligens sono sostanzialmente in grado di predire lo sviluppo del linguaggio espressivo. Roseburia faecis, Streptococcus salivarius e Fusicatenibacter saccharivorans sono nettamente associati alla motricità grossolana, mentre Clostridium innocuum e Bacteroides vulgatus alla ricezione visiva» spiegano i ricercatori.
In conclusione, esaminare l’asse intestino-cervello-microbiota nel corso dello sviluppo neurologico potrebbe aprire la strada all’identificazione di biomarcatori per le funzioni cognitive e lo sviluppo cerebrale.
