L’allattamento al seno e il trattamento antibiotico della madre durante la gravidanza influenzano l’espressione dei geni di resistenza agli antibiotici nel microbiota intestinale dei neonati, anche in assenza di esposizione ai farmaci.

Lo dimostra lo studio coordinato da Katariina Parnanen dell’Università di Helsinki e di recente pubblicazione su Nature Communication.

L’antibiotico resistenza è uno dei principali rischi per la salute a livello mondiale. È da ricondurre a particolari geni, detti “geni di resistenza agli antibiotici” (ARGs – antibiotic resistance genes), che nel loro complesso formano il cosiddetto “resistoma”. Da studi recenti si è visto come la presenza di tali geni sia maggiore nel microbiota intestinale dei neonati rispetto a quello degli adulti, anche in assenza di esposizione agli antibiotici. Questo ha sollevato l’ipotesi che l’acquisizione della resistenza possa avvenire prima della nascita, per esempio per contatto con madri in terapia antibiotica. La presenza di geni di resistenza nel microbiota dei neonati è stata anche collegata a una maggiore abbondanza di Gammaproteobacteria che ne promuovono l’espressione. Quali siano le cause di una così elevata abbondanza di ARGs nei neonati, anche in assenza di esposizione diretta ad antibiotici, rimane tuttavia ancora da chiarire.

A tal proposito, i ricercatori hanno voluto verificare se il microbiota intestinale materno e/o quello del latte mammario possano influenzare il resistoma dei rispettivi neonati nei primi 6 mesi di vita, oltre che quantificare i geni e i batteri condivisi tra madre e figlio. A queste valutazioni sono state aggiunte quelle relative al “mobiloma”, l’insieme di elementi genetici mobili (MGEs – mobile genetic elements ) in grado di trasferire gli ARGs tra i batteri della comunità intestinale.

Dall’analisi metagenomica dei campioni raccolti da 16 coppie di madre-figlio sono emersi i risultati di seguito riportati.

Livelli di ARGs e MGEs nell’intestino e nel latte materno

Anche in assenza di diretta esposizione agli antibiotici, il microbiota intestinale dei neonati contiene una maggiore quantità sia di “geni di resistenza antibiotica” (ARGs) sia di “elementi genetici mobili” (MGEs – mobile genetic elements) rispetto alle madri, pur con una ridotta diversità batterica.

Nel complesso, i geni di resistenza alle tetracicline sono risultati essere quelli più abbondanti.

Considerando poi il latte materno e la componente batterica si è osservato che:

• il latte materno, i campioni fecali di bambini a 6 mesi d’età e quelli delle madri hanno mostrato un’abbondanza relativa degli ARGs simile
• se confrontato con gli altri campioni prelevati, il latte materno ha la minore diversità batterica
• la composizione batterica del latte materno ha presentato più analogie con la componente intestinale del neonato rispetto a quella della madre stessa
• Gammaproteobacteria e Bacilli sono risultati maggiormente espressi nei neonati rispetto alle madri per le quali si osservano invece livelli più alti di Clostridia, Bacteroides e Verrumicrobieae
• a livello di classe, si sono rilevati valori più elevati di Actinobacteria nei campioni fecali, mentre di Bacilli in quelli di latte
• Bifidobacterium e Streptococcus sono i generi più abbondanti rispettivamente nelle feci dei neonati e nel latte materno

Il resistoma dei neonati e la composizione del microbioma

Il resistoma, gli elementi genetici mobili (MGEs) e la comunità batterica risultano fortemente correlati tra loro. In particolare:

• l’associazione tra la struttura della comunità batterica e gli ARGs, cioè il resistoma, suggerisce come la composizione filogenetica governi in parte anche quella dello stesso resistoma e del mobiloma sia nell’intestino sia nel latte materno
• nonostante sembri esserci una correlazione anche tra MGEs e comunità batterica, non sono stati individuati specifici taxa
• è stata invece osservata una forte correlazione positiva tra gli ARGs e determinati taxa, Escherichia coli e Gammaproteobacteria in particolare
• di contro, nei neonati è stata riscontrata una associazione negativa tra ARGs e Bifidobacterium, suggerendo come una loro colonizzazione possa risultare benefica nel ridurre la resistenza antibiotica

Resistoma e mobiloma: neonati vs madri

I neonati hanno mostrato di condividere il 40% degli ARGs e il 37% degli MGEs intestinali con le madri, mentre il 20% e il 12% rispettivamente con i campioni di latte materno.

Degli ARGs identificati nel latte materno, il 70% e il 46% hanno mostrato sovrapposizione con l’intestino dei neonati e delle madri rispettivamente.

Da ciò ne deriva che:

• parte dei geni condivisi tra intestino dei neonati e latte materno sono trasferiti direttamente attraverso l’allattamento al seno
• la comunità batterica intestinale dei neonati, il resistoma e il mobiloma sono più simili tra neonato e relativa madre rispetto ad altre madri nonostante i valori di analogia maggiori siano stati riscontrati tra i neonati stessi probabilmente a causa di condizioni di ambiente intestinali peculiari per l’età
• considerando invece la sequenza di DNA, la comunità batterica totale dei neonati è risultata considerevolmente più similare a quella delle loro madri rispetto agli altri bambini
• gli ARGs e gli MGEs materni hanno effetti significativi sulla composizione dei corrispettivi nel neonato

Effetti della profilassi antibiotica e della durata dell’allattamento

I ricercatori hanno poi valutato se e come la profilassi antibiotica della madre in gravidanza e la durata dell’allattamento al seno possano influire sul microbioma intestinale dei neonati oltre che sul loro profilo di resistoma e mobiloma.

• terminare l’allattamento prima dei 6 mesi d’età è risultato associato a un arricchimento di diversi ARGs e MGEs nei neonati, mentre nessuna differenza sostanziale è stata osservata in termini di composizione tassonomica o somma totale degli stessi ARGs e MGEs. Tra i geni arricchiti troviamo per esempio quelli di resistenza ad amminoglicoside, sulfonamide o tetracicline
• una durata di allattamento di almeno 6 mesi riduce l’abbondanza di Gammaproteobacteria e, di contro, aumenta quella di Bifidobacteria
• la profilassi antibiotica della madre in gravidanza ha mostrato effetti modesti, ma statisticamente significativi, sulla composizione del microbiota intestinale di bambini di un mese d’età, ma non su quella degli ARGs e MGEs

In conclusione dunque, il termine precoce dell’allattamento e la profilassi antibiotica della madre durante la gravidanza favoriscono l’incremento dei geni di resistenza agli antibiotici nel neonato.