Microbi dell'intestino legati a sintomi autistici nei topi

Istinto. Gli scienziati pensano che questo microbo comune, Bacteroides fragilis, potrebbe aiutare a ripristinare il comportamento normale nell'autismo

Molti medici e genitori riferiscono che i loro bambini autistici hanno problemi gastrointestinali insolitamente gravi, come la stitichezza cronica o la diarrea. Queste osservazioni hanno portato alcuni ricercatori a ipotizzare che un intestino malato contribuisca al disturbo in alcuni casi, ma mancano dati scientifici. Ora, uno studio provocatorio sostiene che un trattamento probiotico per problemi gastrointestinali può ridurre i sintomi autistici nei topi e suggerisce che questo trattamento potrebbe funzionare anche per gli umani.

L'incidenza segnalata di malattie intestinali nelle persone con autismo varia selvaggiamente tra gli studi pubblicati - da zero a oltre l'80% - rendendo difficile stabilire esattamente quanto comunemente le due condizioni vanno d'accordo, dice il ricercatore principale Sarkis Mazmanian, un microbiologo del California Institute di tecnologia (Caltech) a Pasadena. Nel complesso, tuttavia, le prove sembrano indicare una connessione. L'anno scorso, ad esempio, uno studio di Centri per la prevenzione e il controllo delle malattie di migliaia di bambini con disabilità dello sviluppo ha scoperto che i bambini con autismo avevano il doppio delle probabilità di avere diarrea frequente o colite, un'infiammazione dell'intestino crasso rispetto ai bambini con altri tipi di disturbi .

Per molti anni, Mazmanian e i suoi colleghi hanno studiato gli effetti di un ceppo non tossico del batterio Bacteroides fragilis su malattie come il morbo di Crohn, che causa l'infiammazione intestinale e consente a sostanze potenzialmente dannose che devono passare dal corpo a fuoriuscire attraverso le giunzioni tra le cellule che sono normalmente tese. Sebbene i ricercatori non capiscano il meccanismo, il batterio sembra ripristinare l'intestino danneggiato, forse aiutando a colmare queste lacune.

"Il fatto che abbiamo un organismo che ripara l'intestino lo rende uno strumento molto interessante" per testare se le anomalie dell'intestino possono contribuire all'autismo, dice Mazmanian. Per esplorare tale questione, Mazmanian e colleghi della Caltech hanno usato un modello murino di autismo che è pensato per ricreare approssimativamente tre dei deficit del segno distintivo: mancanza di interazione sociale, diminuzione della comunicazione (i topi emettono normalmente ultrasuoni, cinguettio degli uccelli) e comportamenti ripetitivi come come grooming compulsivo o seppellire le biglie.

Il primo passo dell'esperimento è stato determinare se i topi hanno mostrato segni di infiammazione gastrointestinale o altre anomalie dell'intestino, dice la microbiologa Elaine Hsiao, un candidato post-dottorato al Caltech e autore principale dello studio. Nel momento in cui i topi avevano 3 settimane, i ricercatori hanno scoperto che il loro intestino presentava una falla come quelli dei topi trattati con una sostanza chimica che induceva la colite. Successivamente, i ricercatori hanno testato se potevano invertire il danno nutrendo i semi di mele con mele B. fragilis per una settimana. Un secondo gruppo di topi che mimavano l'autismo e un gruppo di topi sani mangiavano la salsa di mele che non conteneva i batteri. Quindi il gruppo attese di vedere quale effetto avrebbero avuto i batteri sull'intestino dei roditori. "Non sapevamo cosa sarebbe successo, speravamo che il batterio sopravvivesse nell'intestino", dice Hsiao.

Dopo 3 settimane, il team ha misurato i livelli di molecole derivate dall'intestino nel flusso sanguigno dei roditori e ha scoperto che il trattamento aveva arrestato la perdita intestinale. I conteggi batterici da cacca dei roditori hanno mostrato che sebbene B. fragilis non ha stabilito colonie durature nei topi, hanno "scosso la comunità", di microrganismi, avvicinandolo a quello dei topi normali, dice Hsiao. Dopo il trattamento, i topi che mimavano l'autismo somigliavano ai loro coetanei normali in due test comportamentali , gli autori riportano oggi a Cellula . Gli animali non hanno più sepolto compulsivamente le biglie nelle loro gabbie e aumentato i loro cigolii ultrasonici ai livelli tipici. Non hanno aumentato le loro interazioni sociali, tuttavia, dice Hsiao.

"È davvero sorprendente che qualsiasi trattamento batterico, anche transitorio, possa avere un impatto duraturo sul comportamento", dice Hsiao. La cosa più interessante dei risultati, dice, non era la correzione dei sintomi autistici nei topi, ma gli indizi forniti dallo studio su come la popolazione microbica dell'intestino possa influenzare il cervello e il comportamento. I ricercatori hanno scoperto che i livelli di una sostanza chiamata 4-etilfenilsolfato prodotta dai batteri intestinali sono aumentati di 46 volte nei topi con sintomi autistici, ma sono tornati alla normalità dopo il trattamento con B. fragilis . Quando il team ha isolato quella sostanza chimica e l'ha iniettata in topi sani, i roditori hanno mostrato maggiore ansia, un altro sintomo autistico, dice. Sebbene la sostanza non abbia provocato i sintomi osservati nell'esperimento precedente, Hsiao afferma che la risposta alterata degli animali suggerisce che la sostanza potrebbe svolgere un ruolo nel disturbo. Centinaia di altri sottoprodotti metabolici sono anche cambiati in quantità dopo B. fragilis è stato amministrato e potrebbe avere un effetto, aggiunge.

Dimostrando che un modello di autismo del topo ampiamente utilizzato ha problemi gastrointestinali e che questi problemi sono associati a sintomi comportamentali, la nuova ricerca "ci mostra qualcosa di favoloso", afferma Betty Diamond, immunologa dell'Istituto Feinstein per la ricerca medica a Manhasset , New York. Lei avverte, tuttavia, che sarebbe prematuro da usare B. fragilis o un altro probiotico come trattamento negli esseri umani. "Non capiamo veramente" quali specie batteriche sono importanti o come colonizzano l'intestino, dice.

Sebbene i risultati siano interessanti, lo studio non stabilisce che i mutevoli livelli di microbi e le sostanze chimiche che producono abbiano causato i cambiamenti comportamentali osservati nei topi, afferma Emanuel DiCicco-Bloom, neuroscienziato alla Rutgers University di New Brunswick, nel New Jersey . "Vorrei saperne di più sul meccanismo" con cui i batteri hanno alterato il comportamento nei topi prima di iniziare a tradurre i risultati negli esseri umani, dice. Il gruppo inoltre non ha indagato su come i batteri colpiscono un animale normale, perché i microbi sono stati somministrati solo ai topi autistici, dice. È possibile che sia così B. fragilis potrebbe avere un effetto deleterio che lo studio non ha rilevato, dice. Combinato con la difficoltà intrinseca di estrapolare le scoperte sull'autismo umano da un topo, afferma: "Penso che questo sia meno consolidato di quanto sembri."

"Proponiamo che dopo la riparazione del permeabile intestino, le molecole neurotossiche non entrano nel sistema e causano anormalità comportamentali", dice Mazmanian. Ma è d'accordo con DiCicco-Bloom che ci sono spiegazioni alternative sul perché i topi hanno cambiato il loro comportamento, ad esempio "forse i batteri stanno attivando i nervi nell'intestino che comunicano con il cervello", dice. Dopo aver risolto alcune di queste domande, il gruppo progetta di avviare studi clinici sugli esseri umani, dice Hsiao. "Non vogliamo che le persone inizino ad applicarlo agli umani", ma "questo apre le porte alla ricerca futura" nelle persone.

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