Daniel Beiting, autore senior dello studio e assistente professore presso la Penn's School of Veterinary Medicine, in una dichiarazione ha detto, “I batteri nell'intestino sono noti per essere un fattore davvero importante nel far pendere la bilancia verso la malattia. E il fattore ambientale che sembra contribuire maggiormente ai rapidi cambiamenti nel microbioma è ciò che si mangia. Dato che i microbiomi dei cani sono estremamente simili a quelli umani, abbiamo pensato che questo fosse un modello intrigante a cui chiedere, "La dieta potrebbe avere un impatto su questa malattia attraverso un impatto sul microbioma?" Per affrontare questa ipotesi hanno studiato cani con enteropatia cronica canina (CE), che ha portato alla malattia di Crohn come caratteristiche nei cani tra cui la diarrea, vomito, perdita di appetito, perdita di peso, infiammazione intestinale che continuava a ripresentarsi ecc.
Tracciare i cani con una dieta prescritta per una malattia intestinale, i ricercatori hanno scoperto che coloro che hanno risposto bene hanno condiviso una serie di modifiche al loro microbioma. (Immagine:Penn Vet) I ricercatori hanno scritto che il loro era uno studio prospettico che esaminava "il sequenziamento dell'amplicone del gene rRNA 16S, sequenziamento metagenomico” o sequenziamento genetico dei batteri nelle feci, “profili metabolomici” o guardando i prodotti finali metabolici nelle feci dei cani e monitoraggio clinico dei cani. Hanno anche esaminato la crescita dei batteri in laboratorio e i loro effetti sui modelli murini di IBD.
Il team ha esaminato l'effetto di una dieta su misura prescritta o "dieta proteica idrolizzata" e il microbioma intestinale. Hanno studiato 29 cani con CE presso il Ryan Veterinary Hospital del Penn Vet erano sottoposti a trattamento per IBD utilizzando farmaci e diete prescritte. Hanno confrontato i risultati anche con 24 cani di controllo sani per evitare pregiudizi. Campioni di feci dei cani sono stati raccolti e analizzati per i prodotti metabolici e per i microbi intestinali. I microbi sono stati determinati utilizzando test genetici di fascia alta per il DNA microbico nelle feci del cane. Secondo Beiting, la raccolta di informazioni sui microbi e sui prodotti metabolici è stata una mossa diretta a rendere lo studio più solido. Egli ha detto:“Questo ci dà una lettura funzionale del microbioma. Non ci dice solo chi c'è, ma anche cosa stanno facendo».
Hanno notato che alcune diete portano a specifici prodotti finali metabolici nei cani che hanno mostrato un miglioramento. Hanno scoperto che 20 dei 29 cani con CE sono entrati in remissione quando è stata prescritta una dieta specifica. Questi prodotti metabolici sono stati prodotti solo da alcuni microbi intestinali. Ciò significava che i composti chiamati acidi biliari secondari erano effettivamente causati dai microbi intestinali sani che a loro volta causavano un miglioramento dei sintomi della CE.
Gli acidi biliari secondari prodotti dai microbi intestinali erano in realtà dovuti al metabolismo del cappello biliare che questi specifici microbi consumano, scrivono i ricercatori. Questi batteri amici che spiegano includono Clostridium hiranonis. Il team ha spiegato che questi batteri erano più alti tra i campioni di feci dei cani che mostravano la remissione dei loro sintomi. Batteri nocivi inclusi Escherichia coli e Clostridium perfringens che diminuiva di numero quando la dieta veniva alterata e i cani andavano in remissione dai loro sintomi. Shuai Wang, un postdoc presso Penn Vet e l'autore principale dello studio hanno spiegato che poi hanno prelevato campioni di questi batteri da cani in remissione prima e dopo che i loro sintomi sono migliorati e li hanno fatti crescere in laboratorio. Wang ha detto, "Avere questi organismi ci ha dato l'opportunità di testare la nostra ipotesi su ciò che effettivamente provoca la remissione".
Per dimostrare ulteriormente il loro punto, hanno preso gli acidi biliari secondari dai cani in remissione e li hanno usati su crescite di batteri nocivi come E coli e C prefrangente . Questi acidi biliari secondari hanno inibito con successo la crescita di batteri nocivi nei laboratori, ha spiegato il team. Ciò ha dimostrato che gli acidi biliari secondari dei batteri amici hanno contribuito a ridurre i batteri nocivi.
Il team ha anche replicato le loro scoperte tra i topi di laboratorio per dimostrare la loro ipotesi. Hanno preso i batteri buoni C. hiranonis dai cani in remissione e li ha introdotti in topi con disturbi simili a IBD. Wang ha spiegato, "Abbiamo osservato una stabilizzazione dei livelli di acidi biliari secondari e una riduzione dell'infiammazione". Essendo aggiunto, “Questo ci ha permesso di dimostrare che gli acidi biliari secondari e C. hiranonis non sono solo biomarcatori di remissione... possono effettivamente influenzare il cambiamento. Gli acidi biliari possono bloccare la crescita di agenti patogeni, e C. hiranonis possono migliorare la salute dell'intestino nei topi”.
Come ulteriore prova negli esseri umani, il team ha esaminato i dati di bambini con malattia di Crohn a cui era stata prescritta una dieta enterale liquida. Quei bambini in remissione avevano più di Clostridium scindens batteri nelle feci rispetto a quelli non in remissione, hanno notato. C scindens , il team ha scritto che è un'altra specie batterica in grado di produrre acidi biliari secondari. Robert N. Baldassano, il co-autore e gastroenterologo pediatrico del Children's Hospital di Philadelphia ha affermato:“Esposizioni ambientali simili di cani e bambini rendono il modello canino IBD un eccellente modello di malattia infiammatoria intestinale pediatrica. Questo studio ha notevolmente migliorato la nostra conoscenza delle IBD pediatriche e porterà a nuove terapie per i bambini affetti da questa malattia”.
Gli autori hanno concluso, “Questi dati mostrano che la remissione indotta da una dieta proteica idrolizzata terapeutica è collegata a una migliore struttura del microbiota nell'enteropatia infiammatoria cronica canina, caratterizzato da una ridotta abbondanza relativa di patobionti e da una maggiore abbondanza di un produttore secondario di acidi biliari ( C. hiranonis ).” Scrissero, “I dati pubblici estratti dalla terapia dietetica nella malattia di Crohn pediatrica umana hanno mostrato risultati simili, sostenere un modello in base al quale gli interventi dietetici portano alla remissione”. Finirono dicendo, "Questi risultati giustificano ulteriori indagini in altri modelli animali e studi sull'uomo e costituiscono un primo passo importante nella creazione di un quadro per valutare l'efficacia degli interventi dietetici, che potrebbe aiutare a guidare la progettazione razionale di diete terapeutiche più efficaci”.
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