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1. Microbiota intestinale: in salute e in malattia
Serena Galiè
LA MICROBIOLOGIA A 360°

2. Ognuno di noi è un «superMICROrganismo»
Microbiota umano: il complesso delle comunità di microrganismi simbiotici, commensali e
patogeni che convivono con il nostro corpo. Sono inclusi batteri, funghi, parassiti e virus

3. Il microbiota umano in numeri
• Il microbiota umano è composto da 10-100 trilioni di
cellule microbiche simbiotiche, prevalentemente
batteri, in gran parte presenti nel nostro intestino.
• Il nostro corpo è caratterizzato da 1.3 volte più cellule
microbiche che umane con una massa
corrispondente all’ 1-3% del nostro peso totale.
• La riserva genetica del microbiota umano ci rende
unici. Solo nell’intestino sono stati riportati 3.3 milioni
di geni microbici, in comparazione ai 22000 geni del
genoma umano.
• Per genetica ci differenziamo solo per lo 0.1%, mentre
la variabilità inter-individuale sale all’80-90% se
consideriamo il microbioma.

4. Il microbiota lungo il tratto digerente
Bocca, cavità orale
• Più di 6 milioni di microrganismi
appartenenti a 5 principali philum
batterici: Firmicutes, Proteobacteria,
Bacteroidetes, Actinobacteria e
Fusobacteria.
• Diverse comunità di microrganismi
definiscono diversi ecosistemi della
mucosa orale, del denti e della lingua.
• Streptococcus è il genere dominante.

5. Il microbiota lungo il tratto digerente
Stomaco
• L’ambiente acido dello stomaco
determina una bassa diversità del
microbioma, sebbene non meno
importante.
• L’ Helicobacter pylori, determina
l’abbassamento dei livelli di grelina,
un ormone coinvolto nella regolazione
dell’appetito.
• L’uso sregolato di antibiotici ha quasi
totalmente debellato H. pylori
obesità infantile.

6. Il microbiota lungo il tratto digerente
Intestino (tratto colon-retto)
• Il tratto del colon-retto del nostro
intestino è l’ecosistema microbiotico più
ricco del nostro corpo.
• I due principali philum presenti sono
Firmicutes e Bacteroidetes. Il loro
rapporto è variabile tra gli individui e
gioca un ruolo importante nell’obesità.
• Il microbiota intestinale è coinvolto in
diverse funzioni metaboliche:
produzione di vitamine, decomposizione
di composti chimici e alimenti non
digeribili dal nostro organismo.
• Collaborazione con il sistema
immunitario per l’eliminazione di
patogeni, la stimolazione e maturazione
delle cellule del sistema immune,

7. Microbiota intestinale e malattie correlate
Apparato digerente
• IBM
• Obesità e malattie metaboliche
• Tumori gastrointestinali

8. Malattia Infiammatoria Intestinale (IBM)
Disbiosi intestinale
Composizione microbiota
• Roseburia hominis
• Faecalibacterium prausnitzii
• Escherichia coli
• Ruminococcus torques
• Ruminococcus gnavus
• Clostridium spp
Funzione microbiota
• Minor produzione di SCFAs
(butirrato e propionato)
• Aumento acidi biliari
• Alterati livelli di acilcarnitine
• Secrezione di tossine microbiche
• Stress Ossidativo/Infiammazione
Price JL et al., 2019, Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases, Nature

9. Obesità e malattie metaboliche
Composizione microbiota
• Bacteroides
• Akkermansia muciniphila
• Proteobacteria
• Firmicutes
Funzione microbiota
• Maggior permeabilità intestinale
• Minor produzione di SCFAs
(butirrato e propionato)
• Secrezione di tossine microbiche
• Stress Ossidativo/Infiammazione
• Minor sensibilità all’insulina
• Minor tolleranza glucosio
• Minor spesa energetica
Walker, A. W., & Parkhill, J. (2013). Fighting Obesity with Bacteria. Science

10. Tumore colon-retto
Disbiosi intestinale
7 batteri biomarker in CRC:
• Fusobacterium nucleatum
• Bacteroidetes fragilis
• Parvimonas micra
• Prevotella intermedia
• Alistipes finegoldii
• Thermanaerovibrio acidaminovorans
• Porphyromonas asaccharolytica
Colibactina, genotossina prodotta da E. coli-pKs
Influenza del microbiota intestinale
Thomas, A.M., Manghi, P., Asnicar, F. et al. 2019 Metagenomic analysis of colorectal cancer datasets identifies cross-cohort
microbial diagnostic signatures and a link with choline degradation. Nat Med

11. Microbiota intestinale e malattie correlate
Sistema Nervoso Centrale (SNC)
• Funzioni cognitive
• Depressione e stati ansiosi
• Disturbi del neurosviluppo (autismo)

12. Microbiota intestinale e malattie correlate
Asse biderezionale intestino-cervello

13. Depressione e stati ansiosi
Microbiota intestinale e asse intestino-cervello
«Se dieci anni fa aveste chiesto a un neuroscienziato se ci sono correlazioni tra il microbiota
intestinale e la depressione, probabilmente vi sareste sentiti dare dei pazzi» Jeroen Raes,
microbiologo presso la Belgium’s Katholieke Universiteit Leauven in Belgio
Coorte di una popolazione belga n=1054
• Stratificazione in base a indicatori dello
stile di vita attraverso un questionario
QoL
• Analisi di correlazione tra indicatori dello
stato mentale e composizione del
microbiota
• Coprococcus e Dialister
significativamente ridotti in persone
affette da depressione
Valles-Colomer, M., Falony, G., Darzi, Y. et al. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression. Nat Microbiol

14. Depressione e stati ansiosi
Microbiota intestinale e asse intestino-cervello

15. Autismo
Microbiota intestinale e asse intestino-cervello
CARATTERISTICHE DISTINTIVE
• Anomalie comportamentali
• Difetti di interazione sociale
• Difficoltà di linguaggio
• Attività compulsive
COMORBIDITÀ
• Sintomi gastrointestinali
• Disregolazione immunitaria
• Stati ansiosi e/o depressivi

16. Autismo (ASD)
Microbiota intestinale e asse intestino-cervello
• Topi germ-free colonizzati con microbiota
fecale di bambini autistici e con sviluppo
normale e analisi della prole dei topi con lo
stesso microbiota
• I topi che avevano ricevuto microbiota
intestinale dei bambini autistici
vocalizzavano meno e presentavano
comportamenti ripetitivi
• Differenze di espressione genica in 52 geni
associati con ASD a livello cerebrale
• Differenze nei livelli di metaboliti batterici tra
i 2 gruppi di topi. Ridotti livelli di taurina e
acido 5 amino-valerico nei topi con ASD
Rose D.R. et al, 2018 Differential immune responses and microbiota profiles in children with autism spectrum disorders and co-morbid
gastrointestinal symptoms Brain, Behavior and Immunity

17. Microbiota intestinale e Covid-19
Tante domande, poche certezze
• Disbiosi del microbiota intestinale, complice di una peggiore prognosi? Probabile.
• Persephone Biosciences: entro fine anno 2 trial su prodotti microbiome based contro
infezioni da coronavirus nonché un tool diagnostico basato sul microbiota fecale per
aiutare a prevedere quali pazienti sono a maggior rischio di sviluppare gravi complicanze
da COVID-19.
• Sono necessari studi epidemiologici a larga scala per capire il ruolo del
microbioma intestinale nel Covid-19. Per adesso parliamo solo di ipotesi.

18. Microbiota intestinale e strategie terapeutiche
Probiotici, prebiotici, simbiotici: sono la soluzione?

19. Microbiota intestinale e strategie terapeutiche
Probiotici, prebiotici, simbiotici: sono la soluzione?
• Correlazione ≠ Causalità
• Probiotico: microorganismi tradizionalmente utilizzati per ripristinare il microbiota
intestinale nell’uomo. I loro requisiti sono la sicurezza per la salute umana e la
garanzia di essere incorporati biologicamente attivi e nella giusta quantità per
garantire la loro efficacia. I più utilizzati sono batteri dei generi Lactobacillus e
Bifidobacteria. Effetto benefico in alcune condizioni, ma non terapeutico.
Un ceppo batterico, una soluzione? Non è così semplice..
• Prebiotici: sostanze non digeribili dall’uomo contenute in alcuni alimenti e
integratori che, in determinate condizioni, favoriscono la crescita di ceppi
batterici benefici per un microbiota intestinale salutare.
IMPORTANZA DELLA DIETA

20. Microbiota intestinale e strategie terapeutiche
«Siamo quello che mangiano i nostri batteri»

21. Contatti:
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