Microbioma intestinale associato al rischio di sclerosi multipla e allo sviluppo della malattia

Microbioma intestinale associato al rischio di sclerosi multipla e allo sviluppo della malattia

Un consorzio di ricerca internazionale guidato da scienziati dell’UC di San Francisco ha dimostrato differenze significative tra i profili batterici intestinali dei pazienti con sclerosi multipla (SM) e degli individui sani, e tra i pazienti con SM che ricevono diversi trattamenti farmacologici. Sebbene alcuni di questi cambiamenti siano stati segnalati in precedenza, la maggior parte viene segnalata per la prima volta. Il gruppo ha inoltre scoperto nuovi meccanismi attraverso i quali questi batteri possono influenzare lo sviluppo della malattia e la risposta al trattamento.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno sempre più stabilito collegamenti tra i batteri intestinali e una serie di malattie – non solo malattie dell’intestino – tra cui il diabete e l’artrite. Il campo degli studi sul microbioma si è davvero aperto con i progressi nel sequenziamento del DNA all’inizio degli anni 2010, che hanno permesso agli scienziati di ottenere un quadro dettagliato di quali batteri sono presenti nei campioni di feci, sangue, tessuto mucoso e pelle.

Fino a poco tempo fa, la maggior parte delle prove sperimentali che collegavano batteri intestinali e SM provenivano dalla ricerca sui topi. Gli studi sull’uomo avevano prodotto risultati contrastanti, in parte a causa del minor numero di partecipanti e dell’incapacità di esaminare gli effetti dell’ambiente sul microbioma di una persona. Il luogo in cui vivi – in campagna o in città, sulla cima di una montagna o vicino a una raffineria di petrolio – gioca un ruolo importante nella quantità di batteri che il nostro corpo ospita.

Per superare queste limitazioni, il consorzio di scienziati che hanno partecipato allo studio internazionale sul microbioma della sclerosi multipla (IMSMS) ha reclutato un gran numero di pazienti con SM provenienti da tre continenti e ha selezionato controlli geneticamente non imparentati provenienti dalle stesse famiglie dei pazienti. Era la prima volta che questa metodologia veniva utilizzata in uno studio così ampio. Lo studio, pubblicato il 15 settembre 2022 su Cell, descrive le differenze tra i profili del microbioma intestinale di 576 pazienti e un uguale numero di controlli domestici negli Stati Uniti, Regno Unito, Spagna e Argentina. I risultati potrebbero portare a nuove terapie che comportano la manipolazione del microbioma o interventi dietetici.

Questo è lo studio di riferimento che verrà utilizzato dall’industria nei prossimi anni”.

Sergio Baranzini, PhD, Heidrich Family and Friends Endowed Chair in Neurologia e membro dell'UCSF Weill Institute for Neurosciences

Sergio Baranzini è l'autore principale del nuovo studio.

Utilizzando il loro protocollo innovativo, Baranzini e i suoi colleghi sono stati in grado di identificare decine di nuove specie batteriche associate alla SM e confermare altre specie precedentemente associate solo alla malattia. "Siamo rimasti sorpresi dal numero di specie che erano presenti in modo diverso nella SM rispetto ai controlli", ha detto Baranzini. Hanno anche scoperto che la maggiore fonte di variazione nelle specie batteriche era correlata alla posizione geografica dei partecipanti, confermando l’importanza della posizione e delle variazioni locali nella dieta per il microbioma intestinale. La seconda più grande fonte di variazione era lo stato patologico di un partecipante, che i ricercatori si aspettavano.

Lo studio è stato il secondo di una serie condotta da iMSMS, un consorzio internazionale fondato nel 2015 per determinare il ruolo dei batteri intestinali nella suscettibilità, progressione e risposta alla terapia della SM. Il primo studio ha convalidato il protocollo di controllo domestico e ha dimostrato che aumenta il potere statistico negli studi sul microbioma basati sulla popolazione.

I risultati dello studio sono soprattutto descrittivi, ammette Baranzini. "Quando si guarda il microbioma, ci sono due domande che vengono generalmente poste", ha detto. "Il primo è 'Chi c'è?' Questo è ciò a cui stiamo cercando di rispondere in questo articolo. La seconda è 'Cosa stanno facendo?'"

Per rispondere alla seconda domanda sono necessari studi meccanicistici sui singoli batteri per comprenderne i profili metabolici. Tuttavia, i ricercatori hanno ottenuto alcuni indizi su cosa fanno i batteri che hanno trovato esaminando i potenziali percorsi che questi batteri codificano.

"Se sappiamo quali geni e di quale tipo possiamo identificare nei casi e nei controlli, ora possiamo iniziare a ricostruire quali potenziali vie di segnalazione sono attive nei pazienti e nei controlli", ha affermato Baranzini.

Ad esempio, alcuni dei batteri che il team ha collegato alla SM sembrano svolgere un ruolo nell’aiutare le persone a processare le fibre vegetali, i cui sottoprodotti tendono a trovarsi a livelli elevati nei pazienti con SM. Altre specie sembrano avere un impatto sull'infiammazione e sul meccanismo di produzione di energia della cellula.

I ricercatori hanno anche scoperto che i pazienti trattati con un immunomodulatore noto come interferone beta-1a, il più antico trattamento per la SM, avevano livelli più bassi di acidi grassi a catena corta nelle feci e livelli più alti nel sangue. Gli acidi grassi a catena corta sono noti per le loro proprietà antinfiammatorie, suggerendo che l'interferone agisce aumentando il trasporto di queste molecole dall'intestino al flusso sanguigno, che secondo Baranzini potrebbe essere uno dei meccanismi d'azione dell'interferone.

Il gruppo iMSMS continuerà a reclutare pazienti e ad espandersi in Germania e Canada fino a quando il numero totale di partecipanti alla coorte non raggiungerà i 2.000. A partire da questo autunno, seguirà anche un sottogruppo di pazienti per due anni per vedere come cambia il loro microbiota intestinale in risposta al trattamento, ai cambiamenti dello stile di vita e alla progressione della malattia. Tutti i dati di questi studi saranno disponibili al pubblico.

“Questo è un esempio di come la grande scienza possa essere raggiunta solo insieme”, ha aggiunto. “In iMSMS abbiamo davvero riunito i migliori e più brillanti ricercatori nella ricerca sul microbioma e nella sclerosi multipla, e stanno tutti lavorando insieme”.

Fonte:

Università della California – San Francisco

Riferimento:

iMSMS Consortium., (2022) Il microbioma intestinale di pazienti con sclerosi multipla e controlli domestici sani accoppiati rivelano associazioni con il rischio e la progressione della malattia. Cella. doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.021.

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