I neonati pretermine, cioè nati prima delle 34 settimane di gestazione, sono ad alto rischio di danni al cervello. Un’équipe di ricerca ha individuato come i batteri intestinali in un neonato prematuro, possono giocare un ruolo chiave. Hanno scoperto, infatti, che la crescita eccessiva del tratto gastrointestinale con il batterio Klebsiella è associato ad una maggiore presenza di alcune cellule immunitarie e l’aumento di danni neurologici nei bambini prematuri.
Lo sviluppo precoce dell’intestino, del cervello e del sistema immunitario sono strettamente correlati.
Nella ricerca medica, si riferiscono a questo come: asse intestino-cervello (o intestino-immune-cervello). I batteri intestinali, cooperano con il sistema immunitario, che a sua volta controlla i microbi intestinali e sviluppa risposte appropriate ad essi.
Inoltre, l’intestino è in contatto con il cervello attraverso il nervo vago e il sistema immunitario. David Seki, microbiologo e immunologo e primo autore dello studio sostiene:
“Abbiamo studiato il ruolo che questo asse gioca nello sviluppo del cervello dei neonati pretermine estremi. I microrganismi del microbioma intestinale – che è una collezione vitale di centinaia di specie di batteri, funghi, virus e altri microbi – sono in equilibrio nelle persone sane. Tuttavia, soprattutto nei bambini prematuri, il cui sistema immunitario e il microbioma non sono stati in grado di svilupparsi completamente, è molto probabile che si verifichino degli squilibri. E questi possono avere effetti negativi sul cervello”.
Batteri Intestinali: i modelli di microbioma forniscono indizi sui danni al cervello
David Berry, microbiologo e capo del gruppo di ricerca presso il Centro di microbiologia e scienza dei sistemi ambientali (CMESS) rileva:
“In effetti, siamo stati in grado di identificare alcuni modelli nel microbioma e nella risposta immunitaria che sono chiaramente legati alla progressione e alla gravità del danno cerebrale. Crucialmente, tali modelli spesso si mostrano prima dei cambiamenti nel cervello. Questo suggerisce una finestra temporale critica durante la quale il danno cerebrale dei neonati estremamente prematuri può essere impedito dal peggioramento o addirittura evitato.”
Berry è anche direttore operativo della Joint Microbiome Facility della Medical University of Vienna e dell’Università di Vienna.
I punti di partenza per lo sviluppo di terapie appropriate sono forniti dai biomarcatori che il team interdisciplinare è stato in grado di identificare.
Malattie Neurodegenerative: nuovo metodo di studio
“I nostri dati mostrano che la crescita eccessiva del batterio Klebsiella e gli associati elevati livelli di cellule 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 dell’Università medica di Vienna.
“Siamo stati in grado di rintracciare questi modelli 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.
La ricerca continua con due studi
Lo studio ha monitorato un totale di 60 neonati prematuri per diverse settimane o mesi. I bambini, sono nati prima delle 28 settimane di gestazione e con un peso inferiore a 1 chilogrammo. Usando metodi all’avanguardia i ricercatori hanno analizzato campioni di sangue e feci; poi registrazioni di onde cerebrali (ad esempio aEEG) e immagini MRI del cervello dei neonati. In aggiunta, ha esaminato il microbioma usando il sequenziamento del gene 16S rRNA.
Lo studio, che è un progetto cluster interuniversitario sotto la direzione congiunta di Angelika Berger (Università Medica di Vienna) e David Berry (Università di Vienna), è il punto di partenza per un progetto di ricerca che indagherà il microbioma e il suo significato per lo sviluppo neurologico dei bambini nati prematuramente ancora più a fondo. Inoltre, i ricercatori continueranno a seguire i bambini dello studio iniziale.
“Come si sviluppano le capacità motorie e cognitive dei bambini diventa evidente solo dopo diversi anni”; spiega Angelika Berger. “Miriamo a capire come questo sviluppo molto precoce dell’asse intestino-immune-cervello gioca a lungo termine”. “I partner di cooperazione più importanti per il progetto sono già a bordo:
“I genitori dei bambini ci hanno sostenuto nello studio con grande interesse e apertura”, dice David Seki. “In definitiva, questo è l’unico motivo per cui siamo stati in grado di ottenere queste importanti intuizioni. Siamo molto grati per questo”.
