I batteri intestinali influenzano lo sviluppo del cervello

kids n' chips Painting by davide robaldo

I neonati estremamente prematuri sono ad alto rischio di danni cerebrali. I ricercatori del Centre for Microbiology and Environmental Systems Science (CMESS) dell’Università di Vienna hanno ora trovato possibili bersagli per il trattamento precoce di tali danni al di fuori del cervello: i batteri nell’intestino dei neonati prematuri possono svolgere un ruolo chiave. Il team di ricerca ha scoperto che la crescita eccessiva del tratto gastrointestinale con il batterio Klebsiella è associata a una maggiore presenza di alcune cellule immunitarie e allo sviluppo di danni neurologici nei bambini prematuri. Lo studio è ora pubblicato sulla rivista Cell Host & Microbe.
Lo sviluppo precoce dell’intestino, del cervello e del sistema immunitario sono strettamente correlati. I ricercatori si riferiscono a questo come asse intestino-immunità-cervello. I batteri nell’intestino cooperano con il sistema immunitario, che a sua volta monitora i microbi intestinali e sviluppa risposte appropriate ad essi. Inoltre, l’intestino è in contatto con il cervello tramite il nervo vago e il sistema immunitario. Hanno studiato il ruolo che questo asse svolge nello sviluppo del cervello dei neonati prematuri estremi. I microrganismi del microbioma intestinale – che è una raccolta vitale di centinaia di specie di batteri, funghi, virus e altri microbi – sono in equilibrio nelle persone sane. Tuttavia, specialmente nei bambini prematuri, il cui sistema immunitario e microbioma non sono stati in grado di svilupparsi completamente, è molto probabile che si verifichino cambiamenti. Questi cambiamenti possono avere effetti negativi sul cervello. I modelli nel microbioma forniscono indizi sul danno cerebrale. In effetti, sono stati in grado di identificare alcuni modelli nel microbioma e nella risposta immunitaria che sono chiaramente collegati alla progressione e alla gravità della lesione cerebrale. Ora hanno trovato possibili bersagli per il trattamento precoce di tali danni al di fuori del cervello: i batteri nell’intestino dei neonati prematuri possono svolgere un ruolo chiave. Il team di ricerca ha scoperto che la crescita eccessiva del tratto gastrointestinale con il batterio Klebsiella è associata a una maggiore presenza di alcune cellule immunitarie e allo sviluppo di danni neurologici nei bambini prematuri. Lo studio è ora pubblicato sulla rivista Cell Host & Microbe. Lo sviluppo precoce dell’intestino, del cervello e del sistema immunitario sono strettamente correlati. I ricercatori si riferiscono a questo come asse intestino-immunità-cervello. I batteri nell’intestino cooperano con il sistema immunitario, che a sua volta monitora i microbi intestinali e sviluppa risposte appropriate ad essi. Inoltre, l’intestino è in contatto con il cervello tramite il nervo vago e il sistema immunitario. Hanno studiato il ruolo che questo asse svolge nello sviluppo del cervello dei neonati prematuri estremi. I microrganismi del microbioma intestinale – che è una raccolta vitale di centinaia di specie di batteri, funghi, virus e altri microbi – sono in equilibrio nelle persone sane. Tuttavia, specialmente nei bambini prematuri, il cui sistema immunitario e microbioma non sono stati in grado di svilupparsi completamente, è molto probabile che si verifichino cambiamenti. Questi cambiamenti possono avere effetti negativi sul cervello.
I modelli nel microbioma forniscono indizi sul danno cerebrale. In effetti, sono stati in grado di identificare alcuni modelli nel microbioma e nella risposta immunitaria che sono chiaramente collegati alla progressione e alla gravità della lesione cerebrale. Fondamentalmente, tali schemi spesso si manifestano prima dei cambiamenti nel cervello. Ciò suggerisce una finestra temporale critica durante la quale il danno cerebrale dei neonati estremamente prematuri può essere impedito o addirittura evitato. I punti di partenza per lo sviluppo di terapie appropriate sono forniti dai biomarcatori che il team interdisciplinare è stato in grado di identificare. I dati mostrano che la crescita eccessiva del batterio Klebsiella e i livelli elevati associati di cellule γδ-T possono apparentemente esacerbare il danno cerebrale.
Sono stati in grado di rintracciare questi schemi perché, per un gruppo molto specifico di neonati, per la prima volta hanno esplorato in dettaglio come si sviluppano il microbioma intestinale, il sistema immunitario e il cervello e come interagiscono in questo processo. Lo studio ha monitorato un totale di 60 neonati prematuri, nati prima delle 28 settimane di gestazione e di peso inferiore a 1 chilogrammo, per diverse settimane o addirittura mesi. Utilizzando metodi all’avanguardia – il team ha esaminato il microbioma utilizzando il sequenziamento del gene 16S rRNA, tra gli altri metodi – i ricercatori hanno analizzato campioni di sangue e feci, registrazioni delle onde cerebrali (ad esempio aEEG) e immagini MRI del cervello dei bambini. Lo studio è il punto di partenza per un progetto di ricerca che studierà il microbioma e il suo significato per lo sviluppo neurologico dei bambini nati prematuri in modo ancora più approfondito. Inoltre, i ricercatori continueranno a seguire i figli dello studio iniziale. Come si sviluppano le capacità motorie e cognitive dei bambini diventa evidente solo dopo diversi anni. Mirano a capire come si svolge questo primissimo sviluppo dell’asse intestino-immunità-cervello a lungo termine. I più importanti partner di cooperazione per il progetto sono già a bordo: I genitori dei bambini ci hanno supportato nello studio con grande interesse e apertura.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Aberrant gut microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage” by Seki et al. Cell Host and Microbiome

Immagine: kids n’ chips (davide robaldo)

2 commenti Aggiungi il tuo

  1. Uh però, che articolo interessante e molto importante!!! Bravissimo come sempre

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    1. Grazie cara. Questo è un tema di cui le neuroscienze si stanno occupando molto negli ultimi anni, ci sono ancora tante cose da scoprire.

      Piace a 1 persona

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