Uso antibiotici altera comunità microbica intestinale favorendo batteri patogeni

Una  nuova ricerca segnala che variazioni della  flora intestinale sono alla base di molte malattie umane e l’identificazione di un meccanismo responsabile dell’alterazione di comunità microbiche apre la porta allo sviluppo di nuove terapie per interrompere la catena di eventi che danno a questi patogeni un vantaggio di crescita dopo il  trattamento con antibiotici .

La ricerca guidata da Andreas Bäumler, professore di immunologia e microbiologia medica (UC Davis Health System), ha identificato un nuovo meccanismo che spiega come gli antibiotici cambiano la flora intestinale, aumentando le sostanze nutrienti delle quali beneficiano in particolare la crescita dei patogeni, come la Salmonella . Cambiamenti nella flora intestinale sono alla base di molte malattie umane e l'identificazione di un meccanismo responsabile dell’alterazione che riguardano le comunità microbiche farà sviluppare nuove terapie progettate per interrompere gli eventi che danno a questi patogeni un vantaggio di crescita dopo il trattamenti con antibiotici.

"La ricerca si è tradizionalmente concentrata sui meccanismi attraverso i quali gli antibiotici aiutano a controllare la crescita di batteri o di informare lo sviluppo di nuovi formulazioni quando i batteri diventano resistenti ai farmaci esistenti,ma il nostro studio - ha detto Franziska Faber, un ricercatore-, è stato il primo a dimostrare che la Salmonella prospera nell'intestino dopo il trattamento antibiotico a causa della maggiore disponibilità di zuccheri ossidati."

La gastroenterite è un effetto collaterale comune all’ assunzione di antibiotici. Mentre la diarrea può essere lieve e chiarire dopo la terapia antibiotica è stato completato, in alcuni casi, può portare alla colite, una infiammazione del colon, o a condizioni più gravi che causano dolori addominali, febbre e diarrea sanguinolenta.

La ricerca di Bäumler indica che il trattamento antibiotico orale, aumentava la sintesi di un enzima host che genera radicali di ossido nitrico. Quest’ultimo ossida gli zuccheri in zuccheri acidi, come il galactarate,  fattore chiave nella crescita di Salmonella .

"I batteri identificati che utilizzano il galactarate

Molecola del galactarate

empiricamente sono una caratteristica delle Salmonelle isolate e che causano la gastroenterite. Il nuovo studio suggerisce , -ha detto Bäumler - che questa struttura fa parte di un 'business plan' usato dalla Salmonella  per crescere nell'intestino di accoglienza". Insomma gli antibiotici sono essenziali per combattere le infezioni batteriche, ma, paradossalmente, possono anche rendere il corpo più a rischio di infezione e di diarrea”.

Esattamente come i microbi residenti "buoni" nell'intestino proteggono contro gli agenti patogeni, quali  la Salmonella , il trattamento con antibiotici riesce a favorire la crescita di microbi che causano malattie e finora sono stati meccanismi poco compresi. La ricerca in un modello murino guidata da Andreas Bäumler, ha identificato la catena di eventi che si verificano all'interno del lume intestinale dopo il trattamento antibiotico e  che permettono ai batteri "cattivi" di prosperare. La scoperta , amplia l’interpretazione corrente su come i microbi interagiscono tra loro in superficie intestinale e informa lo sviluppo di nuove strategie per prevenire gli effetti collaterali del trattamento antibiotico. Secondo Bäumler, il processo inizia con antibiotici che riducono  i batteri "buoni" nell'intestino, inclusi quelli che ripartiscono e decompongono  le fibra dalle verdure per creare butirrato, acido organico essenziale alle cellule che rivestono l'intestino crasso , bisogno essenziale come fonte di energia per assorbire l'acqua. La ridotta capacità di metabolizzare la fibra impedisce a queste cellule il consumo di ossigeno, aumentando di conseguenza i livelli di ossigeno nel lume intestinale che favoriscono la crescita di Salmonella .                                                                                                                                          "A differenza dei clostridi e altri microbi benefici nell'intestino, che crescono in condizioni anaerobiche, o in completa assenza di ossigeno, - ha detto Bäumler - la Salmonella

Salmonella enterica

 fiorisce nella nuova creazione di un micro ambiente ,ricco di ossigeno, dopo il trattamento antibiotico. In sostanza, gli antibiotici hanno consentito ai patogeni nell'intestino di respirare."  Altre ricerche hanno collegato bassi livelli di microbi associati alla produzione di butirrato con malattie infiammatorie intestinale Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se questi risultati sono limitati al butirrato e alla crescita di Salmonella o se meccanismi simili sono alla base delle interazioni che influenzano la salute umana.

I batteri intestinali e la longevità

Dalla ricerca effettuata, è emersa l”esistenza di un ”core microbiota” (una sorta di porzione ”fissa” dell’ecosistema in termini di composizione), costituito principalmente da specie simbionti (prevalentemente appartenenti alle famiglie Ruminococcaceae, Lachnospiraceae e Bacteroidaceae) generalmente associate ad uno stato di salute e produttrici di molecole estremamente importanti per il nostro organismo come gli acidi grassi a corta catena. L’abbondanza cumulativa di queste specie all’interno del microbiota intestinale diminuisce pero’ con l’avanzare dell’eta’, favorendo la progressiva proliferazione di specie sub-dominanti e opportunisti pro-infiammatori, presenti in bassa percentuale nei giovani adulti. L’invecchiamento e’ caratterizzato, inoltre, da cambiamenti nei rapporti di co-occorrenza tra le specie microbiche non appartenenti al ”core”, cioe’ nella frequenza con cui due specie appaiono insieme nel microbiota intestinale di un individuo.

“Queste caratteristiche-dice Marco Severgnini, ricercatore dell’Itb-Cnr- tipiche di un ecosistema associato ad un organismo che invecchia, si mantengono nel microbiota intestinale di individui longevi ed estremamente longevi. Allo stesso tempo pero’, il microbiota intestinale dei semi-supercentenari mostra i segni di una parallela proliferazione di microrganismi antinfiammatori, immunomodulanti e promotori della salute dell’epitelio intestinale, come Bifidobacterium e Akkermansia”. “La longevita ’- spiega Elena Biagi, ricercatrice Unibo, - e’ un tratto complesso in cui giocano un ruolo chiave la genetica, l’ambiente e il caso. Influenzando molteplici aspetti della fisiologia umana, come il corretto funzionamento del sistema immunitario e del metabolismo energetico, il microbiota intestinale puo’ rappresentare un tassello importante nel definire come e quanto un essere umano puo’ invecchiare mantenendosi in buona salute”.