Studiare il microbiota per far luce sulla fisiopatologia dell’autismo

Uno studio italiano ha dimostrato che il microbiota intestinale dei bambini affetti da disturbo dello spettro autistico (ASD) è caratterizzato da un profilo microbico peculiare.
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Stato dell’arte
Nell’ultimo decennio, numerosi studi hanno messo in evidenza il ruolo del microbiota intestinale nelle patologie che interessano lo sviluppo neurologico, in particolare nei disturbi dello spettro autistico (ASD).

Cosa aggiunge questa ricerca
Uno studio italiano ha dimostrato che il microbiota intestinale dei bambini affetti da autismo è caratterizzato da un profilo microbico diverso rispetto agli individui sani e da una ridotta biodiversità.

Conclusioni
Migliori conoscenze sull’enterofenotipo dei pazienti ASD potranno aiutare a far luce sulla complessa fisiopatologia della malattia autistica.

Uno studio italiano, pubblicato su Frontiers in Microbiology, ha dimostrato che il microbiota intestinale dei bambini affetti da disturbo dello spettro autistico (ASD) è caratterizzato da un profilo microbico peculiare, diverso da quello dei bambini sani. In particolare, il microbiota dei bambini autistici è contraddistinto da una ridotta biodiversità, nonché da una differente composizione della comunità batterica.

I disturbi dello spettro autistico

I disturbi dello spettro autistico (ASD) sono condizioni di natura multifattoriale che interessano lo sviluppo neurologico, e comportano deficit nelle interazioni sociali e nella comunicazione e dalla presenza di comportamenti, interessi e attività ripetitivi. 

Sono patologie dall’eziologia eterogenea, causati dalla commistione di fattori genetici e ambientali, pre e/o postnatali. Diversi studi hanno riportato una prevalenza di ASD tra l’1 e il 2% nella popolazione infantile europea.

Tra le comorbidità dei disturbi dello spettro autistico, i sintomi gastrointestinali sono di particolare interesse, data la loro prevalenza in questa popolazione e la correlazione con la gravità del disturbo. 

I sintomi gastrointestinali includono dolore addominale, costipazione, diarrea, gonfiore e reflusso gastroesofageo.

Ruolo del microbiota intestinale 

Nell’ultimo decennio, numerosi studi hanno messo in evidenza il ruolo del microbiota intestinale nei disturbi dello sviluppo neurologico, in particolare nei disturbi dello spettro autistico. 

Il microbiota può infatti influenzare il comportamento sociale e la fisiologia cerebrale attraverso un insieme diversificato di percorsi, inclusa l’attivazione immunitaria, la produzione di peptidi microbici, di metaboliti e di vari neuromodulatori e neurotrasmettitori. 

Infatti, l’intestino è collegato a diverse funzioni cerebrali che agiscono su regioni emotive e cognitive del cervello, come la corteccia prefrontale, il sistema limbico e l’ipotalamo. 

Pertanto, il cross-talk tra il sistema nervoso centrale (SNC) e il tratto gastrointestinale, chiamato “asse intestino-cervello”, svolge un ruolo chiave nella fisiopatologia delle malattie neurologiche e sembra apparentemente guidato dalla composizione e dalla funzionalità del microbiota intestinale.

Diversi studi hanno già evidenziato che la composizione microbica intestinale dell’enterofenotipo ASD è caratterizzata da un aumento dei microbi dannosi e da una diminuzione di quelli benefici. In particolare, alcuni studi di metagenomica mirata hanno evidenziato che alcuni specifici microrganismi sono sovrarappresentati negli ASD, come Ruminococcus, Sutterella, Enterococcus, Prevotella e Faecalibacterium prausnitzii.

«Inoltre» commenta Lorenza Putignani, coordinatrice dello studio «il microbiota svolge anche un ruolo critico nel mantenimento dell’integrità della barriera intestinale. È stato dimostrato, in modelli animali, che il microbiota protegge dal passaggio delle tossine batteriche nel flusso sanguigno, un fenomeno correlato all’infiammazione periferica, all’induzione di alterazioni comportamentali e al danneggiamento della barriera ematoencefalica».

Pertanto, i cambiamenti nella permeabilità intestinale dovuti alla modulazione delle giunzioni strette possono riflettere una bassa funzionalità del microbiota intestinale, nonché una bassa difesa antibatterica. Nei soggetti con ASD, ad esempio, sono stati osservati livelli alterati di alcuni biomarcatori legati alla permeabilità intestinale, come:

  • la zonulina, un noto biomarcatore di permeabilità, solitamente correlato a malattie croniche, come diabete, celiachia, malattie infiammatorie intestinali o obesità, ma anche a comorbilità associate agli ASD;
  • le IgAs secretorie (sIgAs), che rappresentano la prima barriera immunitaria di difesa nell’intestino, proteggendo l’epitelio intestinale da agenti patogeni e tossine enteriche;
  • il lisozima fecale, una glicosidasi alcalina secreta da diversi tipi cellulari, che svolge un’azione antimicrobica, di cui sono stati identificati livelli più elevati nei pazienti con ASD.

Risultati dello studio italiano

Lo studio italiano ha esaminato 41 campioni fecali di bambini ASD e 35 di bambini neurotipici, usati come controlli, nella fascia di età tra i 3 e i 15 anni. I campioni sono stati analizzati mediante sequenziamento metagenomico di rRNA 16S (la regione V3-V4) e la ricerca di biomarcatori di infiammazione e permeabilità (cioè sIgA, zonulina e lisozima). 

La composizione del microbiota intestinale è stata, quindi, studiata confrontando i bambini ASD con i bambini sani e anche i bambini ASD con sintomi gastrointestinali con quelli che non li presentavano. L’analisi ha permesso di osservare che il microbiota intestinale dei bambini ASD, rispetto ai controlli sani, è caratterizzato dall’aumento di Proteobacteria, Bacteroidetes, Rikenellaceae, Pasteurellaceae, Klebsiella, Bacteroides, Roseburia, Lactobacillus, Prevotella, Sutterella, Staphylococcus e Haemophilus. Inoltre, Sutterella, Roseburia e Fusobacterium erano più presenti nei bambini ASD con sintomi gastrointestinali. 

«Nella nostra coorte di pazienti» spiega Putignani «il microbiota intestinale dei bambini con ASD è risultato caratterizzato da un profilo microbico intestinale specifico, ma scarsamente diversificato in popolazioni microbiche e funzioni. In altre parole “povero” e scarsamente “specializzato” in funzioni metaboliche. Analizzando molti fattori clinici e nutrizionali (es. severità dei sintomi neuropsicologici, somministrazione di antibiotici, selettività alimentare), poi, lo studio ha evidenziato che i principali fattori di stratificazione del fenotipo enterico di microbiota, sono stati la presenza di sintomi gastrointestinali e l’età dei pazienti».

È interessante notare che i pazienti ASD con sintomi gastrointestinali hanno mostrato anche un valore più elevato di zonulina e, invece, livelli più bassi di lisozima. 

Conclusioni

In studi futuri, sarà interessante considerare anche i tanti fattori che determinano la modulazione del profilo del microbiota intestinale, come l’alimentazione e il sistema immunitario, in una coorte più grande di pazienti. 

Inoltre, un approccio multi-omico, che integri tutti questi fattori in un nuovo modello fenotipo-“enterofenotipo”, potrà far luce sulla complessa fisiopatologia della malattia autistica mediante algoritmi basati sull’intelligenza artificiale, per fornire supporto alle decisioni cliniche.

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