Un recente studio pubblicato su Lancet eBioMedicine ha eseguito un’analisi multi-omica delle interazioni ospite-microbo nella psoriasi.

 

La psoriasi è una malattia infiammatoria sistemica comune che colpisce fino al 3% della popolazione mondiale. Può causare comorbidità come diabete, artrite psoriasica e malattie cardiovascolari. In base alle caratteristiche della malattia, esistono diversi sottotipi clinici di psoriasi. Vari fattori, come la barriera epidermica, i fattori ambientali e il sistema immunitario, sono stati implicati nello sviluppo e nella progressione della psoriasi.

 

La psoriasi non ha una cura definitiva e rimane un peso psicologico ed economico significativo. Il microbioma cutaneo psoriasico varia in composizione e diversità rispetto alla pelle sana, riassume News Medical Lifescience.

 

Si è ipotizzato che le interazioni ospite-microbo siano coinvolte nello sviluppo della psoriasi. Inoltre, è stata segnalata una disbiosi del microbioma cutaneo nella psoriasi; tuttavia, mancano ricerche sulle interazioni tra microbiota e ospite utilizzando dati omici multistrato.

Nello studio pubblicato da Lancet, i ricercatori hanno condotto un’analisi multi-omica – cioè basata su un approccio di analisi biologica in cui i set di dati sono più «omi», come il genoma, il proteoma, il trascrittoma, l’epigenoma, etc. – delle interazioni ospite-microbo nella psoriasi.

 

«La nostra analisi multi-omica ha rivelato per la prima volta risposte antivirali e la presenza di C. simulans associati alla gravità della psoriasi. Ha inoltre identificato due sottotipi psoriasici con distinta espressione di AMP ed espressione del percorso metabolico» scrivono gli scienziati. «Il nostro studio fornisce nuove informazioni sulla comprensione dell’interazione ospite-microbo nella psoriasi e getta le basi per lo sviluppo di strategie specifiche per sottotipo per la gestione di questa malattia cronica della pelle».

 

I ricercatori hanno utilizzato i dati della coorte microbi in allergia e autoimmunità correlate alla pelle (MAARS). Sono stati reclutati individui con psoriasi a placche e volontari sani. Sono state escluse le persone con malattie autoimmuni, recente uso di antibiotici, fototerapia, uso di farmaci biologici o terapia immunosoppressiva.

 

Biopsie cutanee e campioni di microbioma sono stati ottenuti da siti di malattia attivi e aree adiacenti non lesionali sulla parte bassa della schiena di pazienti affetti da psoriasi. Campioni da regioni corrispondenti sono stati ottenuti da individui sani.

 

Tutti i soggetti sono stati sottoposti a visita medica e sono state ottenute le loro storie cliniche. Il DNA è stato estratto dai campioni di microbioma per il sequenziamento metagenomico shotgun e l’RNA è stato isolato dai campioni di biopsia per l’analisi trascrizionale.

 

È stata eseguita un’analisi di rete di correlazione genetica ponderata (WGCNA) utilizzando dati di espressione genica. È stato eseguito un sequenziamento shotgun metagenomico completo per identificare le caratteristiche funzionali e tassonomiche del microbioma.

 

In totale, sono stati inclusi 116 pazienti affetti da psoriasi e 102 individui sani. Il trascrittoma cutaneo delle lesioni psoriasiche era altamente distinto dai campioni psoriasici non lesionali. WGCNA ha identificato sei moduli annotati con termini di ontologia genetica (GO).

 

Un modulo è stato associato positivamente al punteggio PASI (area della psoriasi e indice di gravità) ed è stato arricchito con percorsi correlati all’infiammazione.

 

Le correlazioni di Spearman tra il punteggio PASI e i geni dell’ospite sono state stimate separatamente per i gruppi lesionali e non lesionali.

 

Ciò ha rivelato funzioni legate alla risposta antivirale in entrambi i gruppi. Le reti associate all’interferone (IFN) sono state identificate nelle reti di interazione proteina-proteina (PPI) in entrambi i gruppi.

 

Inoltre, è stato utilizzato un algoritmo di deconvoluzione dei leucociti per rilevare i cambiamenti cellulari correlati alla psoriasi. L’algoritmo ha rivelato differenze significative nelle frazioni cellulari della pelle lesionata rispetto a quelle della pelle psoriasica sana e non lesionata.

 

Le caratteristiche funzionali del microbioma erano significativamente diverse tra lesioni psoriasiche e non lesioni e pelle sana. Il clustering gerarchico delle famiglie di geni microbici ha rivelato due cluster distinti all’interno del gruppo delle lesioni psoriasiche.

Il Micrococcus luteus era meno abbondante nelle lesioni psoriasiche rispetto alla pelle psoriasica sana o non lesionata e nel cluster 1 rispetto al cluster 2.

 

Il cluster 1 presentava una minore espressione di vie metaboliche microbiche, fatta eccezione per la respirazione aerobica I, mentre l’espressione di geni ospiti, come interleuchina (IL)-19 e IL-36A, era sovraregolata. Il cluster 1 era arricchito per vie correlate alla risposta lipopolisaccaridica e alla risposta cellulare agli stimoli biotici.

 

Lo studio ha studiato la relazione tra i geni dell’ospite e le caratteristiche microbiche nella psoriasi. I risultati indicano associazioni tra risposte antivirali e C. simulans con gravità psoriasica.

 

«I nostri dati suggeriscono il ruolo benefico di condurre terapie immunomodulanti e di modulazione del microbiota in parallelo e di adattare queste terapie per la futura gestione della psoriasi» scrive la ricerca. «In breve, la gestione immunomodulatoria mira ad alleviare i sintomi e controllare la progressione della malattia, mentre la modulazione del microbiota cerca di regolare la composizione del microbiota cutaneo o di colpire i microbi elevati nei pazienti affetti da psoriasi per alleviare i sintomi.»

 

«Inoltre, una gestione personalizzata mirata a pazienti provenienti da cluster diversi può produrre risultati più efficaci» raccomandano i ricercatori. «Nel complesso, i nostri risultati forniscono nuove informazioni sull’associazione tra l’espressione del gene ospite e il microbioma cutaneo nella psoriasi e aprono la strada a terapie su misura per i pazienti affetti da psoriasi».

 

Come riportato da Renovatio 21, l’importanza del microbioma è oramai riconosciuta anche riguardo ai bambini, in particolare al momento della nascita naturale. Il bimbo – che è microrganicamente sterile finché si trova in grembo –nascendo riceve dal canale vaginale materno il microbiota che lo colonizzerà in pochi minuti dalla nascita.

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Gli inibitori della pompa protonica (PPI) sono farmaci antiacido molto diffusi nell’affrontare la malattia da reflusso gastroesofageo (MRGE), il bruciore di stomaco e altri disturbi correlati a un’elevata acidità gastrica.   Tali problemi sono sempre più comuni a causa di cattive abitudini alimentari, scarsa attività fisica, fumo, stress e uno stile di vita poco salutare che compromette la digestione. Lo riporta il sito Microbioma News. Un ultimo studio sulla materia è stato pubblicato dalla rivista scientifica Microorganism lo scorso 10 maggio.   I farmaci antireflusso vengono utilizzati insieme agli antibiotici per trattare l’infezione da Helicobacter pylori, un batterio responsabile di gastriti e ulcere gastroduodenali. Questo batterio è molto diffuso: secondo uno studio recente, si stima che ci siano circa 4,4 miliardi di persone positive a livello globale. Gli inibitori della pompa protonica agiscono riducendo la secrezione di acido cloridrico (HCl) nello stomaco, diminuendo così l’irritazione della mucosa gastrica e del cardias, la valvola che separa lo stomaco dall’esofago, importante per prevenire il reflusso gastroesofageo.   Questi farmaci hanno rappresentato un grande progresso nel trattamento dell’ulcera gastrica, una condizione una volta curabile solo con interventi chirurgici rischiosi. Con i PPI, gli effetti indesiderati possono verificarsi nelle prime settimane di terapia o dopo un uso prolungato, specialmente se associati ad altri trattamenti cronici che possono causare problemi gastrici. Uno dei possibili effetti collaterali è l’alterazione del microbiota gastrico e intestinale.   Il microbiota comprende tutti i microrganismi che vivono su superfici come tessuti e mucose, interagendo in un equilibrio con il nostro organismo. Svolgono un ruolo nell’ottimizzazione delle funzioni degli organi e nella protezione dalle colonizzazioni di batteri dannosi.   Lo stomaco e l’intestino ospitano microbioti diversi, influenzati da vari fattori come dieta, stress, fumo, alcol e farmaci, specialmente gli antibiotici. Il microbiota intestinale, particolarmente diversificato, ha profonde implicazioni sulla salute e sullo sviluppo di disturbi in caso di squilibri (disbiosi).   Lo stomaco ha un microbiota meno ricco a causa dell’ambiente altamente acido (pH intorno a 1,4), che favorisce solo batteri acidofili adattatisi all’ambiente.   Recenti studi indicano che nonostante la sua limitata composizione, il microbiota gastrico svolge un ruolo nella protezione da infezioni e patologie come il tumore dello stomaco.   Gli inibitori della pompa protonica (PPI) aumentano il pH gastrico, riducendo l’acidità dei succhi gastrici e degli alimenti parzialmente digeriti che raggiungono l’intestino tenue (duodeno).   Tuttavia, questo aumento del pH può indurre disbiosi gastrica, disturbando l’equilibrio tra i diversi microrganismi e potenzialmente causando disturbi digestivi. Inoltre, il pH gastrico basso rappresenta una barriera contro batteri patogeni, il cui aumento del rischio di colonizzazione può derivare dall’aumento del pH causato dai PPI.   Quindi, sebbene gli inibitori della pompa protonica siano efficaci nel trattamento di disturbi gastrici, il loro impatto sul microbiota gastrico e il rischio di conseguenze indesiderate sottolineano la necessità di un uso attento e ponderato di tali farmaci.   Per quanto riguarda l’intestino, oltre a una dieta equilibrata ricca di fibre vegetali, vitamine e antiossidanti, e alla riduzione dello stress e all’eliminazione del fumo, l’uso di probiotici può essere utile per ripristinare l’equilibrio del microbiota e migliorare il benessere gastrointestinale.   Per quanto riguarda lo stomaco, alcuni studi suggeriscono che l’assunzione di probiotici potrebbe aiutare a prevenire disbiosi del microbiota gastrico durante il trattamento con inibitori della pompa protonica (PPI). Come riportato da Renovatio 21, ricerche recenti stanno portando avanti nuovi tipi di antibiotici che risparmiano il microbiota.   Da anni si discute l’importanza dell’esposizione dei bambini ai microrganismi.   Una ricerca dello scorso anno ha dimostrato che i vaccini mRNA COVID-19 riducono i batteri appartenenti al genere Bifidobacteria, un batterio intestinale comune e benefico. La vaccinazione contro il COVID è stata anche collegata alla ridotta biodiversità intestinale.   Come ripetiamo su Renovatio 21, il microbioma è con molta probabilità alla base di una grande rivoluzione medica nei prossimi anni. SOSTIENI RENOVATIO 21

         

Sono stati fatti notevoli progressi nello sviluppo di un piccolo dispositivo delle dimensioni di una pillola vitaminica. Lo riporta un comunicato della Tufts University School of Engineering, una delle dieci scuole che compongo l’ateneo del Massachusetts.

 

Il dispositivo in questione può essere ingerito e attraversare il tratto gastrointestinale, permettendo di campionare l’intero inventario di microrganismi presenti, ottenendo quindi un ulteriore potenziale per avanzare la ricerca sulla relazione tra i batteri intestinali e una vasta gamma di condizioni di salute, e potrebbe anche essere utilizzato come strumento diagnostico per regolare il microbioma o somministrare farmaci per trattare queste condizioni.

 

Il dispositivo ha superato la caratterizzazione preclinica, come riportato sulla rivista Device, aprendo la strada ai prossimi studi clinici sugli esseri umani. È dotato di un esterno morbido ed elastico, stampato in 3D, con aperture laterali che si attivano in risposta al cambiamento di acidità quando la pillola raggiunge l’intestino tenue.

La pillola utilizza microvalvole elastiche con sfere di poliacrilato che si gonfiano per chiudere le aperture una volta raccolto il contenuto intestinale. Questa tecnologia è stata sviluppata al Tufts Nano Lab da un team guidato dal professor Sameer Sonkusale, insieme al ricercatore post-dottorato Ruben Del-Rio-Ruiz, autore principale dello studio preclinico.

 

Un secondo team, guidato dal professor John Widmer della Cummings School of Veterinary Medicine della Tufts University e assistito dalla dottoranda Debora Silva, ha effettuato i test sugli animali e analizzato i campioni raccolti dalla pillola.

 

Rispetto alle versioni precedenti, i miglioramenti includono un esterno morbido ed elastico invece di un guscio rigido, rendendo la pillola più facile da ingerire, e un controllo significativamente migliore sul campionamento localizzato del microbioma nell’intestino tenue.

 

Le tecniche attuali per studiare il microbioma intestinale si basano principalmente sui campioni fecali. Questa nuova tecnologia rappresenta un importante passo avanti nella comprensione della funzione delle migliaia di specie microbiche che popolano l’intero tratto gastrointestinale e dei loro effetti sulla salute.

 

Il microbioma, l’insieme dei microbi (batteri, virus, funghi e altri microrganismi) che vivono nel corpo umano, soprattutto nell’intestino, ha un ruolo cruciale per la salute dell’organismo.

 

La sua importanza, di cui la scienza si sta occupando da poco tempo, può essere riassunta in vari punti.

 

• Digestione e metabolismo: il microbioma intestinale aiuta a digerire il cibo e a metabolizzare i nutrienti che il nostro corpo da solo non sarebbe in grado di processare. Alcuni batteri producono enzimi che scompongono carboidrati complessi, fibre e proteine, facilitando l’assorbimento dei nutrienti.

 

• Produzione di vitamine e composti benefici: i microbi intestinali producono vitamine (come la vitamina K e alcune vitamine del gruppo B) e acidi grassi a catena corta (SCFA) come l’acido butirrico, propionico e acetico, che hanno effetti benefici sulla salute intestinale e sistemica.

 

• Modulazione del sistema immunitario: il microbioma gioca un ruolo cruciale nella formazione e nella modulazione del sistema immunitario. Esso aiuta a educare il sistema immunitario a distinguere tra microrganismi patogeni e non patogeni e a mantenere l’equilibrio immunitario, prevenendo così le malattie autoimmuni e infiammatorie.

• Protezione contro i patogeni: i batteri benefici del microbioma intestinale competono con i patogeni per i nutrienti e lo spazio, producendo anche sostanze antimicrobiche che inibiscono la crescita dei patogeni.

 

• Regolazione del peso corporeo e metabolismo energetico: il microbioma influisce sul metabolismo energetico e può avere un ruolo nella regolazione del peso corporeo. Alcuni studi hanno collegato squilibri nel microbioma (disbiosi) a obesità e sindrome metabolica.

 

• Influenza sulla salute mentale: il microbioma intestinale è collegato all’asse intestino-cervello, influenzando la salute mentale e il comportamento. Ci sono evidenze che suggeriscono un legame tra disbiosi intestinale e disturbi come la depressione e l’ansia.

 

• Sviluppo e funzionamento del sistema nervoso centrale: il microbioma può influenzare lo sviluppo e il funzionamento del sistema nervoso centrale, contribuendo alla produzione di neurotrasmettitori e modulando le vie infiammatorie.

 

• Prevenzione di malattie croniche: un microbioma sano è associato a un minor rischio di malattie croniche come malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2, e alcune forme di cancro. La diversità e la composizione del microbioma possono influenzare la suscettibilità a queste malattie.

 

La ricerca sul microbioma è ancora in evoluzione, ma è chiaro che esso gioca un ruolo fondamentale in molti aspetti della salute umana. Mantenere un microbioma equilibrato attraverso una dieta sana, ricca di fibre e probiotici, e uno stile di vita sano è essenziale per promuovere il benessere generale.

 

Il microbioma riveste un ruolo potenzialmente rivoluzionario per il futuro della medicina, con implicazioni che potrebbero trasformare il modo in cui comprendiamo, preveniamo e trattiamo molte malattie.

 

Esso potrebbe essere fondamentale per l’avanzamento di strumenti di diagnosi personalizzata come biomarcatori di malattie per diagnosticare precocemente malattie complesse come il cancro, le malattie infiammatorie intestinali e i disturbi metabolici. Un’analisi dettagliata del microbioma di un individuo potrebbe aiutare a personalizzare la diagnosi e a comprendere meglio la predisposizione alle malattie.

Il microbioma potrebbe quindi portare a trattamenti personalizzati e medicina di precisione con l’uso di probiotici e prebiotici (e, qualcuno ipotizza, anche «postbiotici») sviluppando trattamenti specifici per modulare il microbioma in modo da prevenire o trattare malattie specifiche.

 

Nelle terapie microbiomiche si discute anche del Trapianto di Microbiota Fecale (FMT), utilizzato per trattare infezioni da Clostridium difficile e altre condizioni, ma che in futuro potrebbe essere applicato per una gamma più ampia di malattie.

 

Vi è quindi il ramo della modulazione del Sistema Immunitario, cioè la manipolazione del microbioma per trattare malattie autoimmuni e infiammatorie croniche, come la malattia di Crohn, la colite ulcerosa, e l’artrite reumatoide.

 

Il microbioma viene coinvolto anche in terapie di gestione del peso, ipotizzando trattamenti mirati al microbioma per aiutare nella gestione del peso e nella prevenzione dell’obesità; e nelle malattie metaboliche, con il possibile sviluppo di terapie per condizioni come il diabete di tipo 2 e la sindrome metabolica attraverso la modulazione del microbioma.

 

Altri campi in cui si può concentrare la ricerca sono la prevenzione e il trattamento del cancro (con l’identificazione di microbiomi specifici associati a vari tipi di cancro e sviluppo di terapie per modificarli) e persino il supporto alla chemioterapia, dove è stato immaginato un uso di probiotici per migliorare la tolleranza ai trattamenti chemioterapici e ridurre gli effetti collaterali.

 

Infine si parla di «psicobiotici», cioè della creazione di probiotici e prebiotici specifici per migliorare la salute mentale, trattando condizioni come depressione, ansia e autismo. L’argomento è il sempre più evidente asse intestino-cervello, di cui la medicina cerca la comprensione per trattare malattie neurologiche e psichiatriche.

 

Il futuro della medicina potrebbe vedere il microbioma integrato in molteplici aspetti della cura del paziente, promuovendo un approccio più olistico e personalizzato alla salute e al trattamento delle malattie. Questo richiederà un continuo progresso nella ricerca e una maggiore comprensione delle complesse interazioni tra microbioma e ospite. Il loro studio è stato reso possibile grazie all’abbattimento del costo delle analisi genetiche, tuttavia siamo davvero solo agli inizi.

 

Come riportato da Renovatio 21, ricerche recenti stanno portando avanti nuovi tipi di antibiotici che risparmiano il microbiota.

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