Trapianti fecali-Immagine credit public domain.
I trapianti fecali (FMT) sono stati proposti come potenziale trattamento per diverse patologie, dalle malattie infiammatorie intestinali all’obesità, dal diabete di tipo 2 all’autismo.
Tuttavia, una nuova ricerca dell’Università di Chicago mette in guardia contro l’uso diffuso del FMT a causa delle potenziali conseguenze indesiderate e di lunga durata sulla salute dei riceventi.
La ricerca è stata pubblicata su Cell in un articolo intitolato “Le discrepanze regionali del microbiota derivanti dai trapianti di microbiota fecale provocano conseguenze persistenti e fuori bersaglio per l’ospite“.
Il trapianto di feci (FMT) consiste nel trasferire microbi presenti nelle feci da una persona sana a una malata, nella speranza di ripristinare un sano equilibrio del microbioma intestinale. Poiché le feci contengono principalmente microbi anaerobi provenienti dal colon (ovvero che non tollerano l’ossigeno), il trapianto di feci (FMT) può causare alterazioni nell’ecosistema intestinale quando questi batteri colonizzano l’intestino tenue e altre parti dell’apparato digerente.
In esperimenti su topi e studi su campioni di tessuto umano, i ricercatori che hanno condotto il nuovo studio hanno osservato che i microbi anaerobi del colon non solo colonizzavano l’intestino tenue dopo un singolo trapianto, ma vi persistevano anche per mesi. Questi microbi modificavano anche il nuovo ambiente intestinale a proprio vantaggio, “terraformandolo” in modi che causavano cambiamenti nel metabolismo, nel comportamento e nel bilancio energetico del ricevente.
“Penso che sia un po’ un campanello d’allarme per il settore: forse non dovremmo inserire a casaccio i microbi dell’intestino crasso in parti diverse dell’intestino che non dovrebbero esserci”, ha affermato Orlando (Landon) DeLeon, Ph.D., ricercatore post-dottorato presso l’Università di Chicago e autore principale del nuovo studio.
“Se progettiamo delle buone terapie, dobbiamo essere consapevoli dell’importanza di adattare il microbiota regionale al suo ambiente appropriato, in modo da offrire maggiori benefici generali per la salute“.
Un ecosistema vasto e variegato
Il trapianto di midollo osseo (FMT) è approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) esclusivamente per il trattamento di infezioni ripetute da Clostridium difficile (C. diff.), un batterio opportunista che spesso causa gravi sintomi gastrointestinali e infiammazione nei pazienti ospedalizzati sottoposti a terapia antibiotica. Visto il successo ottenuto nel trattamento dei pazienti affetti da C. diff., molti medici hanno espresso il desiderio di utilizzare il FMT per trattare altre patologie digestive.
I ricercatori sanno che la salute del microbioma intestinale può avere effetti su tutti gli organi e sistemi vitali del corpo, quindi l’idea è che sostituire un microbioma intestinale “malato” con uno “sano” potrebbe risolvere il problema in un colpo solo.
Tuttavia, l’intestino non è semplicemente un ambiente uniforme con lo stesso microbiota; al suo interno sono presenti diverse regioni distinte che costituiscono ecosistemi microbici molto diversi, ciascuno dei quali è adattato a microbi specifici in grado di svolgere funzioni vitali per la salute del loro ospite.
“Ci sono microbi lungo tutto il tratto intestinale e noi ne studiamo prevalentemente l’ultimo terzo (il colon)“, ha detto DeLeon. “Quindi, come ci si può aspettare che un trapianto di fegato (FMT), con microbi provenienti da un terzo del tratto intestinale alla fine, possa curare il resto dell’intestino?”.
Per testare gli effetti del trapianto di midollo osseo (FMT) su diverse parti dell’intestino, DeLeon, Eugene B. Chang, MD, Professore di Medicina Martin Boyer presso l’Università di Chicago e autore principale dello studio e il suo team hanno condotto una serie di esperimenti sui topi. A un gruppo di topi è stato somministrato un trapianto di microbi prelevati dal digiuno, la prima porzione dell’intestino tenue.
A un secondo gruppo è stato somministrato un trapianto di midollo osseo (FMT) standard, mentre a un terzo gruppo è stato somministrato un trapianto di tessuto cieco, una sezione che collega l’intestino tenue e quello crasso, contenente una miscela di microbi provenienti da entrambi.
I pazienti sottoposti a trapianto di midollo osseo (FMT) vengono solitamente trattati prima con antibiotici per eliminare i microbi che vivono nell’intestino, lasciando così spazio ai microbi appena trapiantati, che possono così stabilirsi, a volte però nei posti sbagliati.
I test hanno dimostrato che i microbi provenienti da ciascuno di questi trapianti hanno colonizzato con successo l’intero tratto intestinale dei topi, non solo le loro nicchie native. Ciò ha creato discrepanze intestinali regionali che si sono protratte fino a tre mesi dopo un solo trapianto.
I microbiomi alterati hanno anche modificato la produzione di metaboliti in ciascuna regione intestinale, con possibili effetti sulla salute dell’ospite. I ricercatori hanno osservato cambiamenti nel metabolismo epatico, inclusa l’attività dei geni associati alla funzione immunitaria. Hanno anche osservato differenze nei comportamenti alimentari, nell’attività fisica e nel dispendio energetico nei topi dopo i trapianti.
La scoperta più sorprendente è stata che la presenza dei microbi sbagliati nel posto sbagliato rimodellava l’identità dei tessuti, rendendoli più adatti ad essi. DeLeon ha osservato che le discrepanze modificavano l’espressione genica e proteica nella mucosa intestinale in modi che si avvicinavano di più ai livelli di espressione delle regioni intestinali originali o native dei microbi.
“È come se stessero modificando o terraformando l’ambiente per adattarlo meglio”, ha affermato DeLeon.
Un approccio “omnimicrobico”
Chang ha affermato che questa ricerca evidenzia la necessità di maggiore cautela con il trapianto fecale prima di comprendere appieno gli effetti a lungo termine dell’introduzione di un gruppo di microbi in un nuovo ambiente.
“Non abbiamo assolutamente idea di cosa ci sia nel trapianto fecale, a parte il fatto che si tratta di una combinazione di microbi”, ha detto Chang. “Ma anche un singolo FMT causerà un cambiamento nelle relazioni ospite-microbiota in queste regioni intestinali molto diverse, che potrebbe essere molto difficile da invertire“.
Sia DeLeon che Chang propugnano invece i “trapianti omnimicrobici” o OMT. Questo approccio trasferirebbe microbi prelevati da tutte le diverse regioni dell’intestino, non solo quelli provenienti principalmente dal colon.
Che siano somministrati tramite endoscopia o sotto forma di pillola, i microbi si insediano naturalmente nei posti giusti, soprattutto quando competono fianco a fianco con altri che normalmente popolano una determinata regione.
“Se c’è uno spazio aperto, qualcosa lo riempirà”, ha detto DeLeon. “Ma i microbi che dovrebbero esserci sono più adatti, quindi lo riempiranno più naturalmente anche in presenza di altri microbi”.
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DeLeon intende continuare a studiare il modo in cui diversi microbi esercitano la loro influenza nelle diverse parti dell’intestino, utilizzando approcci diversi, come il sequenziamento di singole cellule e la metabolomica, per monitorarne l’attività.
Abstract grafico
Immagine Credit Cell.
DeLeon sta anche studiando come le regioni intestinali terraformate da disallineamenti del microbiota possano essere riportate al loro stato originale, il che potrebbe contribuire a ripristinare la normale funzionalità intestinale. Una comprensione così approfondita potrebbe portare a miglioramenti nell’applicazione dei trapianti microbici, aiutandoli in definitiva a mantenere le loro importanti promesse.
Fonte:Cell