Il microbioma dei neonati si sviluppa anche grazie trasferimento genico orizzontale

Il microbiota di una madre può modellare il microbiota intestinale del bambino attraverso il trasferimento genico orizzontale, oltre alla classica trasmissione di batteri materni all'intestino del bambino.
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Il microbioma dei neonati si sviluppa anche grazie trasferimento genico orizzontale

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Stato dell’arte
I neonati acquisiscono il loro microbiota intestinale durante il parto e, nelle prime settimane di vita, attraverso l’allattamento al seno. Questo periodo è fondamentale per lo sviluppo cognitivo e del sistema immunitario, promosso dai microbi intestinali attraverso la produzione di metaboliti microbici. Tuttavia, non è chiaro come il microbiota intestinale di un neonato si sviluppi insieme al suo metaboloma, l’insieme di piccole molecole prodotte dai microbi.

Cosa aggiunge questa ricerca
I ricercatori hanno monitorato lo sviluppo del microbiota intestinale e del metaboloma dalla fine della gravidanza fino a un anno di età utilizzando i dati di un gruppo di 70 madri e i loro bambini. Sebbene i metabolomi intestinali dei neonati fossero meno diversificati rispetto a quelli delle loro madri, i ricercatori hanno identificato più di 2.500 metaboliti unici del microbiota infantile. Il team ha anche scoperto che alcuni geni microbici, in particolare quelli associati alla dieta, sono stati trasferiti dal microbiota della madre a quello del suo bambino.

Conclusioni
I risultati suggeriscono che il microbiota di una madre può modellare il microbiota intestinale del bambino attraverso il trasferimento genico orizzontale, oltre alla classica trasmissione di batteri materni all’intestino del bambino.

I neonati acquisiscono il loro primo microbiota intestinale al momento del parto e, nelle prime settimane di vita, attraverso l’allattamento al seno. 

Di recente, un gruppo di ricercatori ha scoperto che i microbi intestinali della madre condividono i propri geni con i batteri presenti nell’intestino del proprio figlio, attraverso il trasferimento genico orizzontale (HGT, horizontal gene transfer), sia prima che dopo la nascita.

I risultati, pubblicati su Cell, suggeriscono che il microbiota della madre può modellare il microbiota intestinale del bambino anche attraverso il trasferimento genico orizzontale, oltre alla classica trasmissione di batteri materni all’intestino del bambino. 

«Questo è il primo studio a descrivere il trasferimento di elementi genetici mobili tra microbioma materno e infantile», afferma l’autore senior dello studio Ramnik Xavier del Massachusetts General Hospital.

Il periodo che va dalla fine della gravidanza al primo anno di vita è fondamentale per lo sviluppo cognitivo e del sistema immunitario, promosso dai microbi intestinali attraverso la produzione di metaboliti microbici. 

Tuttavia, non è chiaro come il microbiota intestinale di un neonato si sviluppi insieme al suo metaboloma, l’insieme di piccole molecole prodotte dai microbi.

Per rispondere a questa domanda, Ramnik Xavier e i suoi colleghi hanno monitorato lo sviluppo del microbiota intestinale e del metaboloma dalla fine della gravidanza a un anno di età utilizzando i dati di un gruppo di 70 madri e dei loro bambini.

Metaboliti essenziali per sviluppo immunitario e cognitivo

Nei neonati, i livelli di Streptococcus thermophilus e Lactobacillus acidophilus sono risultati aumentati subito dopo la nascita, mentre Anaerotruncus colihominis, che si pensa possa modulare la risposta immunitaria, è risultato ridotto. 

Alcune specie, tra cui Streptococcus salivarius e Streptococcus parasanguinis, sono state riscontrate frequentemente durante la gravidanza, ma non dopo la nascita.

Sebbene i metabolomi intestinali dei neonati siano risultati meno diversificati rispetto a quelli delle loro madri, il team ha identificato più di 2.500 metaboliti unici del microbiota infantile

I metaboliti includevano neurotrasmettitori e immunomodulatori e molti sono stati modificati dai batteri intestinali a partire dai substrati del latte materno.

«Molti di questi metaboliti hanno probabilmente un impatto sul sistema immunitario e sullo sviluppo cognitivo», afferma il co-autore dello studio Tommi Vatanen.

Trasferimento genico orizzontale

I ricercatori hanno anche scoperto che alcuni geni microbici, in particolare quelli associati alla dieta, sono stati trasferiti dal microbiota della madre a quello del suo bambino, probabilmente grazie ad alcuni batteriofagi. 

Questo trasferimento di geni è iniziato immediatamente prima della nascita per poi continuare durante le prime settimane dopo la nascita, e ha permesso ai batteri intestinali materni di influenzare la composizione e la funzione del microbiota intestinale infantile. 

In effetti, i ricercatori hanno scoperto che i metabolomi e le immunomolecole dei bambini nutriti regolarmente con il latte artificiale erano distinti da quelli dei bambini allattati al seno.

Conclusioni

Lo studio realizzato dai ricercatori statunitensi offre dunque approfondimenti sulle dinamiche di colonizzazione intestinale che influenzano lo sviluppo infantile durante la fine della gravidanza e la prima infanzia.

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