Il primo sviluppo dell'intestino, il cervello e il 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.
Abbiamo 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, fungo, virus e altri microbi - sono in equilibrio nelle persone sane. Però, soprattutto nei neonati prematuri, il cui sistema immunitario e microbioma non sono stati in grado di svilupparsi completamente, è molto probabile che si verifichino dei cambiamenti. Questi cambiamenti possono provocare effetti negativi sul cervello, "
David Seki, Primo autore dello studio, Microbiologo e immunologo
"Infatti, siamo 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, "aggiunge David Berry, microbiologo e capo del gruppo di ricerca presso il Center for Microbiology and Environmental Systems Science (CMESS) dell'Università di Vienna, nonché direttore operativo della Joint Microbiome Facility dell'Università di Medicina di Vienna e dell'Università di Vienna. "In modo cruciale, tali schemi spesso si manifestano prima dei cambiamenti nel cervello. Ciò suggerisce una finestra temporale critica durante la quale il danno cerebrale di neonati estremamente prematuri può essere prevenuto 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 nostri dati mostrano che la crescita eccessiva del batterio Klebsiella e i livelli elevati associati di cellule γδ-T possono apparentemente esacerbare il danno cerebrale, " spiega Lukas Wisgrill, Neonatologo della Divisione di Neonatologia, Medicina Intensiva Pediatrica e Neuropediatria presso il Dipartimento di Medicina Pediatrica e dell'Adolescenza presso l'Università di Medicina di Vienna. "Siamo stati in grado di rintracciare questi schemi perché, per un gruppo molto specifico di neonati, per la prima volta abbiamo esplorato in dettaglio come il microbioma intestinale, il sistema immunitario e il cervello si sviluppano e come interagiscono in questo processo, " aggiunge. 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 dell'rRNA 16S, 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, che è un progetto cluster interuniversitario sotto la guida congiunta di Angelika Berger (Università di Medicina di Vienna) e David Berry (Università di Vienna), è il punto di partenza per un progetto di ricerca che indagherà in modo ancora più approfondito sul microbioma e sul suo significato per lo sviluppo neurologico dei bambini nati prematuri. Inoltre, i ricercatori continueranno a seguire i figli dello studio iniziale. "Il modo in cui le capacità motorie e cognitive dei bambini si sviluppano diventa evidente solo nel corso di diversi anni, " spiega Angelika Berger. "Miriamo 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, " dice David Seki. "In definitiva, questa è l'unica ragione per cui siamo stati in grado di ottenere queste importanti intuizioni. Siamo molto grati per questo".
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