Studio:i primi cambiamenti nello sviluppo del microbioma possono avere un impatto sulla salute e sulle malattie più avanti nella vita

Un team di ricercatori del Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) ha caratterizzato come si sviluppa il microbioma intestinale nelle prime ore dell'infanzia, fornendo una base fondamentale per capire come i cambiamenti in questo ambiente possono avere un impatto sulla salute e sulle malattie più avanti nella vita.

I risultati sono stati pubblicati online dalla rivista Microbiologia della natura .

Mentre i ricercatori comprendono l'importante connessione tra le molte specie di batteri nel microbioma intestinale e la salute umana, come queste specie emergano durante l'infanzia e quali funzioni servano non sono completamente comprese.

"Infine, l'intestino dei bambini conterrà centinaia di specie diverse di batteri, ma alla nascita, potrebbero esserci solo 10 specie o meno, " ha detto Kyle Bittinger, dottorato di ricerca, l'Analytics Core Director del Microbiome Center presso CHOP e primo autore dello studio. "Volevamo capire perché quei particolari batteri sono i primi ad emergere e cosa stanno facendo in quelle prime ore di vita".

Il team di studio si è concentrato su tre specie di batteri:Escherichia coli, Enterococcus faecalis, e Bacteroides vulgatus - perché fino ad oggi quelle specie sono state osservate nel maggior numero di neonati.

Hanno analizzato i genomi di questi batteri per determinare il motivo per cui crescono nei neonati. Inoltre, il team ha caratterizzato le proteine ​​e i metaboliti, o piccole molecole, che erano presenti nel microbioma in questa fase di sviluppo.

Una delle sfide per la raccolta di queste informazioni è che per le prime ore di vita, qualsiasi DNA raccolto da un campione di feci non proviene dai batteri ma dal bambino stesso. I ricercatori non hanno visto i batteri emergere in concentrazioni rilevabili fino a quando i bambini non avevano circa 16 ore.

Il team di studio ha trovato prove che l'ambiente iniziale del microbioma intestinale è anaerobico, contrariamente al modello prevalente che sostiene che l'intestino diventa anerobico solo dopo che i batteri crescono e consumano ossigeno. La prova veniva dall'osservazione dell'ordine in cui gli amminoacidi venivano consumati dai batteri.

Il team di studio ha anche osservato che i livelli dei metaboliti erano generalmente coerenti con il rilevamento dei batteri. Molecole tipicamente prodotte da batteri intestinali, come acetato e succinato, è salito in campioni in cui sono stati rilevati batteri.

Inoltre, i livelli di proteine ​​selezionate sono diminuiti in campioni contenenti batteri, suggerendo che i batteri potrebbero aver consumato quelle proteine ​​per promuovere la crescita.

L'analisi delle tre specie batteriche studiate in questi neonati ha rivelato che stavano già emergendo più ceppi di ciascun batterio.

"Con le informazioni che abbiamo, mentre continuiamo a seguire questi bambini, possiamo rintracciarli e vedere per quanto tempo persistono questi primi ceppi di batteri, "Bittinger ha detto. "Possiamo quindi vedere le conseguenze di questa attività chimica iniziale in campioni successivi e, si spera, individuare i primi cambiamenti che potrebbero avere un impatto sulla salute più tardi durante l'infanzia".

I ricercatori sperano di utilizzare i risultati dello studio per determinare come lo sviluppo del microbioma intestinale possa influenzare l'aumento di peso in eccesso. I neonati coinvolti in questo studio saranno seguiti durante i primi due anni di vita. Inoltre, tutti gli 88 bambini coinvolti nello studio sono afroamericani, una popolazione per la quale l'obesità infantile è una preoccupazione crescente.

Ci sono pochissimi studi che hanno esaminato i modelli di crescita infantile negli afroamericani. Con questo importante primo pezzo del puzzle, possiamo seguire questi neonati sani a termine e imparare come appare un normale modello di crescita in modo che, nel futuro, potremmo essere in grado di intervenire quando i cambiamenti nel microbioma possono influenzare negativamente i bambini".

Babette Zemel, dottorato di ricerca, Co-autore senior dello studio e direttore del programma associato, Centro per la scienza fenomica umana

Zemel è anche il Direttore del Laboratorio di Nutrizione e Crescita, un ricercatore accademico con il programma di peso sano presso CHOP, e professore di pediatria presso la Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania.

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