• Composizione del microbioma
• Capacità metabolica
• Microbioma e metaboloma

Stato dell’arte
Il disturbo della crescita è un problema serio che riguarda soprattutto i nati pretermine. Tra i fattori coinvolti, probabilmente, c’è anche il microbioma intestinale, in quanto è risultato alterato in questi soggetti fin dalla nascita.

Cosa aggiunge questo studio
Lo studio confronta il microbioma intestinale e il relativo profilo metabolico di nati pretermine con (n=36) o senza (n=22) successivi problemi di crescita, al fine di identificarne caratteristiche peculiari.

Conclusioni
Il gruppo con disturbo della crescita ha presentato un’alterazione sia della struttura e della maturazione batterica intestinale sia del profilo metabolico, centrato sulla lipolisi e ossidazione degli acidi grassi.

Oltre a presentare un microbioma intestinale dalla scarsa diversità e ritardata maturazione, i nati pretermine con disturbi della crescita presentano, rispetto a nati pretermine con crescita normale, anche un profilo metabolico alterato in quanto spostato prevalentemente sulla scissione lipidica. Considerando come siano ancora scarsi i marcatori per una diagnosi precoce di disturbi della crescita e/o l’identificazione del rischio, conoscere il profilo batterico e metabolico caratteristico di questa problematica potrà offrire un valido aiuto nell’impostare la terapia, anche nutrizionale.

È quanto dimostra lo studio condotto da Noelle E. Younge della Duke University (USA), di recente pubblicato su Scientific Reports. 

I disturbi della crescita sono tra le problematiche più diffuse dei nati pretermine, soprattutto se entro la 27° settimana. L’eziologia è sicuramente multifattoriale, ma ancora poco conosciuta. Oltre a una nutrizione inadeguata e all’immaturità dell’apparato digestivo e del sistema metabolico, tra i fattori potenzialmente coinvolti troviamo anche il microbioma intestinale. Numerosi sono infatti gli studi che dimostrano una precoce disbiosi nei nati prematuri, accompagnata da un alterato profilo metabolico e di processamento dei nutrienti. Le evidenze a riguardo sono però ancora scarse.

A tal proposito, i ricercatori americani hanno confrontato le caratteristiche del microbioma intestinale e di alcuni parametri ematici significativi per la capacità metabolica di 58 bambini nati pretermine (età gestazionale ≤ 27 settimane, 800 gr come peso medio alla nascita), 36 dei quali con successivi problemi di sviluppo (PS), 22 con crescita normale (CN) alla 40° settimana post-menstruale (PMA), intesa come l’età gestazionale più l’età cronologica del neonato. Due bambini del gruppo CN e 15 del gruppo PS hanno registrato altri episodi clinici rilevanti (sepsi, enterocolite necrotizzante o perforazioni intestinale), che ne hanno richiesto la separazione in fase di analisi dei dati. Di seguito i principali risultati.

Composizione del microbioma

Mettendo a confronto il profilo batterico dei due gruppi (PS e CN) si è visto che:

  • l’alpha diversity è inferiore nei bambini con successivi disturbi della crescita
  • la composizione è inter- e intra-variabile nel tempo
  • rispetto al gruppo CN, il gruppo PS ha presentato un’abbondanza relativa di Staphylococcaceae maggiore nelle prime settimane, di Enterobacteriaceae nelle ultime. Andamento simile anche a livello di genere con una buona espressione di vari membri di Enterobacteriaceae (Citrobacter, Enterobacter, Serratia, Klebsiella ecc.)
  • bambini del gruppo CN hanno registrato, nel complesso, livelli più elevati di Veillonellaceae, Streptococcaceae, Peptostreptococcaceae, Micrococcaceae, Lachnospiraceae e Bacillaceae
  • l’incremento posticipato di un non classificato Enterococcaceae, Escherichia, Pseudocitrobacter, Erwinia, Cedaceae, Aquimonas e Finegoldia nel gruppo PS ha suggerito un ritardo nella maturazione del microbioma intestinale rispetto al gruppo CN, dato confermato da successive analisi di correlazione statistica (Random Forest)
  • i campioni fecali raccolti da bambini con normale aumento ponderale, a differenza di quelli stabili o con calo di peso, hanno presentato, oltre che una più alta diversità, anche una maggiore espressione di Streptococcus e taxa anaerobi obbligati quali Bifidobacterium, Clostridiaceae, Clostridiales, Lachnospiraceae, Peptostreptococcaceae e Veillonella, inferiore invece di Staphylococcus.

Capacità metabolica

L’attenzione dei ricercatori si è poi spostata sul profilo metabolico dei due gruppi, registrando significative alterazioni. Tra queste:

  • bambini con problemi di crescita hanno presentato concentrazioni di glutammina/acido glutammico e prolina più elevate. Metionina e istidina sono invece risultate maggiori in quelli con crescita normale, seppur in maniera non significativa
  • nel complesso, la concentrazione della maggior parte delle acilcarnitine hanno mostrato un decremento nel tempo. Nel gruppo PS si è tuttavia registrata la persistenza di acilcarnitine a corta o media catena, quelle a lunga catena invece nel gruppo con crescita normale (C18:1, C20:4 ecc.)
  • i livelli di acidi grassi e dei loro prodotti di ossidazione (acido palmitoleico, laurico ecc.) hanno mostrato valori maggiori nel gruppo con disturbi di crescita. A questi si accompagnano elevate concentrazioni di glicerolo derivante dalla lipolisi
  • il progressivo decremento di octanoile carnitina, 3-metilglutaril carnitina, esenoil (C6:1) carnitina, 2-metilbutirril carnitina e octanoile (C18:1) carnitina, bilanciato dall’aumento di octadecenoil (C18:1) carnitina, esadecenoil (C16:1) carnitina, e dodecenil (C12:1) carnitina sono risultati tratti metabolici distintivi del gruppo con crescita normale.

Microbioma e metaboloma

Al fine di approfondire le relazioni tra comunità batterica intestinale e funzionalità metabolica,  i campioni sono stati suddivisi in 6 cluster in base alla somiglianza di microbioma. Dai dati ottenuti è emerso che:

  • i disturbi della crescita sono associati principalmente al cluster 3, nonostante anche il 5 abbia mostrato correlazione con problematiche di calo ponderale
  • il cluster 3 è maggiormente associato a disturbi della crescita rispetto ai cluster 1 e 6. Ciò potrebbe dipendere dalla scarsità nel cluster 3 di taxa di cui sono invece arricchiti gli altri due, come per esempio Veillonella (cluster 1) e Peptostreptococcaceae (cluster 1 e 6).
  • il profilo metabolico del cluster 3 ha un’elevata attività di pathway coinvolti nel metabolismo lipidico (ossidazione acidi grassi, biosintesi di fosfolipidi ecc.), come dimostrato dai precedenti risultati.

In conclusione, dunque, bambini nati pretermine con disturbi della crescita hanno dimostrato un’alterazione nella struttura e nella maturazione del microbioma intestinale, che è caratterizzato, in generale, da una scarsa diversità e della predominanza di membri della famiglia di Enterobacteriaecae.

Anche il profilo metabolico è risultato peculiare rispetto ai bambini con normale crescita, in quanto caratterizzato dall’aumento dei processi coinvolti nella lipolisi.

Ulteriori studi sono tuttavia necessari al fine di validare la riproducibilità di questi risultati e l’eventuale messa a punto di un approccio terapeutico/preventivo basato sulla componente batterica intestinale.