Sclerosi multipla-immagine: analisi della diversità alfa e beta del microbioma orale in pazienti con SMRR e HC. Crediti: npj Biofilms and Microbiomes.
La sclerosi multipla (SM) è una malattia autoimmune neuroinfiammatoria che colpisce circa 2,9 milioni di persone in tutto il mondo, con la sclerosi multipla recidivante-remittente (SMRR), che rappresenta l’85% di tutti i casi di SLa patobiologia della SM è stata collegata a fattori sia genetici che ambientali, tra cui i geni HLA, la carenza di vitamina D e il virus di Epstein Barr. Negli ultimi anni il microbioma intestinale è emerso come un potenziale fattore ambientale nella SMRR. Le persone con SMRR (pwSMRR) hanno un microbioma intestinale disbiotico. Oltre all’intestino, gli esseri umani ospitano anche comunità microbiche complesse in vari altri siti del corpo, tra cui la pelle, la cavità orale, le vie respiratorie e il tratto urogenitale
Con pubblicità ovunque di alimenti e integratori probiotici o prebiotici, la maggior parte delle persone ha familiarità con il microbioma intestinale – i trilioni di batteri, funghi e virus che colonizzano il nostro tratto digerente – e con l’idea che mantenerlo sano migliori la nostra salute generale. Ma anche altre aree del nostro corpo ospitano i loro microbiomi unici e i ricercatori stanno ora iniziando a esplorare il ruolo di questi ecosistemi microbici nella salute e nelle malattie.
Ricercatori dell’University of Iowa Health Care hanno prodotto l’analisi genetica e metabolica più completa ad oggi del microbioma orale associato alla sclerosi multipla (SM), una malattia autoimmune progressiva che danneggia i nervi del cervello e del midollo spinale. Hanno scoperto che le persone con SM hanno un microbioma orale distinto (disbiotico) rispetto agli individui sani.
“Mentre il microbioma intestinale è stato a lungo collegato alla SM, il microbioma orale, il ricco ecosistema microbico della nostra bocca, ha ricevuto molta meno attenzione, nonostante sia il secondo microbioma più diversificato nel corpo umano e sia stato collegato ad altre malattie neurologiche, come il morbo di Alzheimer e malattie infiammatorie, come l’artrite reumatoide“, afferma Ashutosh Mangalam, Ph.D., Professore di patologia presso l’UI e autore principale del nuovo studio, recentemente pubblicato sulla rivista npj Biofilms and Microbiomes.
“La bocca potrebbe rivelare più informazioni sulla salute generale di quanto si pensi”, aggiunge. “Il nostro studio dimostra che le persone con SM presentano differenze misurabili nei batteri e nei metaboliti presenti nella saliva. E questo non riguarda solo la perdita di alcuni batteri buoni; suggerisce che l’ecosistema orale nelle persone con SM sia compromesso“.
Sebbene esistano trattamenti in grado di rallentare la SM, che causa debolezza muscolare, problemi di equilibrio e problemi di vista e di pensiero, al momento non esiste una cura.
Le conoscenze acquisite dal nuovo studio potrebbero in futuro aiutare i medici a sviluppare semplici test basati sulla saliva per rilevare o monitorare la SM e potrebbero aprire la strada a nuove classi di trattamenti per la SM che sostituiscono o ripristinano i batteri sani.
La SM è caratterizzata dalla perdita di batteri buoni e dall’arricchimento di batteri cattivi
Mangalam e il suo team hanno utilizzato il sequenziamento metagenomico shotgun e la metabolomica non mirata per studiare come i cambiamenti nell’intera comunità di batteri nella bocca e nelle piccole molecole (metaboliti) prodotte da questi organismi potrebbero influenzare la SM.
Hanno analizzato la saliva di 50 persone con SM recidivante-remittente (SMRR), la forma più comune di SM e di 50 controlli sani. Rispetto alle persone sane, gli individui con SM presentavano un microbioma orale alterato. Questo squilibrio era caratterizzato principalmente da una perdita di batteri benefici “colonizzatori precoci”, come Streptococcus e Actinomyces, che sono i mattoni di una comunità orale sana e da un aumento di batteri potenzialmente patogeni, tra cui Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis e diverse specie di Prevotella.
Anche il profilo metabolico della saliva, una misura delle piccole molecole (metaboliti) prodotte sia dal paziente che dai batteri, era distinto. Le persone con SM presentavano livelli ridotti di un metabolita protettivo chiamato ipotaurina, coinvolto nella difesa antiossidante e nella salute dei nervi. Lo studio suggerisce che i ridotti livelli di ipotaurina siano probabilmente collegati all’alterazione dei batteri nel microbioma orale dei pazienti con SM.
Nel complesso, questi risultati suggeriscono che i cambiamenti metabolici e microbici orali possono contribuire all’infiammazione e ai processi patologici nella SM.
I ricercatori hanno anche sviluppato un nuovo approccio di apprendimento automatico chiamato “topic modeling”, che ha permesso loro di identificare gruppi di batteri che coesistono in comunità. Questa analisi ha scoperto reti microbiche uniche per gli individui sani e ha dimostrato che cinque comunità microbiche erano significativamente perse nei pazienti con SM. Questa perdita suggerisce una rottura fondamentale nella rete microbica cooperativa che mantiene la salute orale.
“Questo approccio multi-omico ha rivelato come la composizione batterica, la funzione e i profili dei metaboliti siano interconnessi, evidenziando taxa batterici specifici e firme metaboliche che possono influenzare l’infiammazione e la disregolazione immunitaria nella SM”, afferma Mangalam.
“Questi risultati forniscono una delle visioni più dettagliate ad oggi sulla relazione tra microbi orali, funzione batterica e metabolismo dell’ospite nella SM. I risultati ampliano la nostra comprensione della SM oltre l’intestino e il cervello e mettono in luce la bocca come un altro importante sito di interazione immuno-microbica“.
Il microbioma orale offre opportunità per nuove diagnosi e terapie per la SM
Le nuove scoperte potrebbero portare a metodi migliori per diagnosticare, monitorare e persino curare la SM.
Poiché la raccolta della saliva è semplice e non invasiva, il microbioma orale e il metaboloma potrebbero diventare preziosi biomarcatori per monitorare l’attività della malattia o la risposta al trattamento. Ad esempio, la profilazione del microbioma potrebbe essere utilizzata per creare una firma diagnostica per la SM, e la misurazione dei livelli di ipotaurina nella saliva potrebbe essere un biomarcatore semplice e non invasivo per facilitare la diagnosi o il monitoraggio della malattia.
Inoltre, poiché il microbioma orale è più facile da accedere e manipolare rispetto al microbioma intestinale, i risultati potrebbero aprire la strada a una nuova classe di trattamenti per la SM che sostituiscono o ripristinano i batteri sani per migliorare la gestione della malattia e i risultati per i pazienti.
Spiegano gli autori:
“Sebbene la disbiosi del microbioma intestinale sia implicata nella patobiologia della sclerosi multipla (SM), il ruolo del microbioma orale (MO), il secondo microbioma più grande, rimane poco compreso. Inoltre, mentre il metaboloma salivare è stato collegato ad altre malattie neurodegenerative, il suo ruolo nelle persone con SM recidivante-remittente (pwRRMS), la forma più diffusa di SM, è sconosciuto. Combinando la metagenomica shotgun con la metabolomica non mirata, abbiamo identificato una ridotta abbondanza di diverse specie colonizzanti precoci, tra cui Streptococcus e Actinomyces, nella pwRRMS e un arricchimento di batteri con potenziale patogeno, tra cui Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis e diverse specie di Prevotella. La pwRRMS presentava un profilo metabolico alterato, inclusa una riduzione dell’ipotaurina rispetto ai controlli sani. Pertanto, segnaliamo un microbioma orale e un metaboloma alterati nella pwRRMS, che potrebbero contribuire alla patobiologia della SM. Questi risultati offrono potenziali biomarcatori diagnostici basati sul microbioma-metaboloma per la SM e aprono la strada a nuovi interventi terapeutici per migliorare la gestione della malattia e i risultati per i pazienti”.
Il team di ricerca multidisciplinare comprendeva scienziati del Carver College of Medicine, del College of Dentistry, del College of Public Health, del College of Nursing e dell’Holden Comprehensive Cancer Center dell’Università dell’Illinois. Oltre a Mangalam, il team comprendeva Rachel Fitzjerrells, autrice principale e studentessa laureata nel laboratorio di Mangalam, Leeann Aguilar Meza, Meeta Yadav, Heena Olalde, Mishelle Paullus, Jemmie Hoang, Catherine Cherwin, Tracey Cho, Grant Brown e Sukirth M. Ganesan.
Fonte: npj Biofilms and Microbiomes