Ricerche

Michelle Roley-Roberts e suo marito hanno batteri intestinali dimostratisi diversi in modi che potrebbero avere un impatto sulla loro salute, inclusa la funzione cerebrale. (Foto: Jodi MIller)

Michelle Roley-Roberts e suo marito, Ryan, sanno molto di più di molti altri su ciò che vive dentro il loro intestino. La coppia di Hilliard ha recentemente concordato di consentire ai ricercatori di ispezionare i batteri nel loro intestino, nella speranza di comprendere meglio la connessione sempre più chiara tra la mente umana e il tratto intestinale.

I ricercatori della Ohio State University e del Nationwide Children's Hospital vogliono rispondere a domande su quali differenze biologiche potrebbero contribuire ai cambiamenti nell'intestino e nella comunicazione cellulare tra intestino e cervello.

"Questa è una zona molto calda in termini di ricerca comportamentale, e al momento ne sappiamo relativamente poco. C'è così tanto da imparare su come interagiscono l'intestino, il sistema immunitario e il cervello", ha detto Janice Kiecolt-Glaser, capo ricercatore e direttrice del Institute for Behavioral Medicine Research nel Wexner Medical Center della Ohio State.

I ricercatori di tutto il mondo stanno esplorando l'asse intestino / cervello alla ricerca di conoscenze sui disturbi dell'umore come la depressione, le malattie neurodegenerative (come l'Alzheimer) e quelle croniche (come il morbo di Crohn).

Il lavoro si basa sulla comunicazione tra il sistema nervoso enterico - una rete di neuroni che gestiscono il tratto gastrointestinale e sono talvolta chiamati "il secondo cervello" - e il sistema nervoso centrale. Gli scienziati vogliono capire meglio l'influenza di batteri e altri microbi intestinali su quelle conversazioni a livello cellulare.

La Kiecolt-Glaser ha costruito una reputazione internazionale sulla comprensione del modo in cui lo stress, e la sua riduzione, modellano la salute umana. Negli ultimi anni, mentre ascoltava sempre di più dai suoi colleghi della potenziale importanza del microbioma, è rimasta affascinata dal suo ruolo in questa relazione.

Nel presente studio, delle coppie sposate presentano un'opportunità per portare alla luce informazioni importanti, ha affermato:  "Abbiamo un paradigma davvero bello dove c'è una sovrapposizione probabile di varie influenze come dieta, esercizio fisico, animali domestici, fumo e alcol. Ma sono le differenze tra un partner e l'altro a suscitare maggior interesse. Quando guardiamo le coppie e confrontiamo i livelli di stress, potremmo vedere differenze importanti. E quando valutiamo tutte le coppie, è possibile riuscire a identificare alcuni modelli".

I ricercatori stanno lavorando con un'azienda chiamata uBiome per analizzare i campioni fecali forniti dalle coppie nello studio. Mirano ad analizzare 175 coppie in tutto. "Nel complesso, maggiore è la diversità dei batteri nel tuo intestino, migliore è la tua salute. Sappiamo che l'esercizio, la dieta e lo stress possono avere un effetto sull'intestino", ha affermato la Kiecolt-Glaser. "E alcuni piccoli studi hanno suggerito che la depressione può influenzare il microbioma".

In uno studio recente, lei e i suoi colleghi hanno scoperto che le persone sposate che litigano aspramente hanno maggiori probabilità di avere un intestino con perdite: un problema che sguinzaglia i batteri nel sangue e può indurre infiammazione, causa di malattie.

Tutto, dal mangiare crauti, al dormire con il tuo migliore amico cane, ha un'influenza sul mix complesso di batteri che costituiscono un microbioma umano. Può cambiare da un giorno all'altro, e lo stress, una malattia e altri fattori possono rimodellare il paesaggio intestinale. I fattori esterni che influenzano la composizione batterica dell'intestino sono più simili nelle persone che vivono insieme, perché tendono a mangiare cose simili e interagiscono con ambienti simili, almeno quando sono a casa.

La Roley-Roberts, ad esempio, non mangia carne (solo pesce) e cucina per la maggior parte del tempo a casa, così suo marito ha una dieta prevalentemente vegetariana. Quando è al lavoro, potrebbe prendere un sandwich di tacchino, ma mangia come sua moglie per gran parte del tempo.

Non hanno figli, ma vivono con due gatti - Mr. Booters e Mr. Popodopolous. Sono sposati da due anni e vivono insieme da più di un decennio. Ma hanno anche esposizioni diverse: lui lavora nei servizi ambientali dell'OhioHealth Doctors Hospital; sua moglie è ricercatrice post-dottorato nel Nisonger Center dell'Ohio.

Per lo studio, il marito e la moglie hanno risposto in modo indipendente alle domande sulla loro relazione, comprese la frequenza e il modo in cui si svolgono le litigate. Riferivano ciò che avevano mangiato nelle ultime 24 ore. I ricercatori hanno analizzato campioni fecali per analizzare i loro batteri intestinali.

La ricerca è in corso, quindi né i partecipanti né gli scienziati conoscono alcun dettaglio su quali saranno le tendenze che emergeranno. Ma la Roley-Roberts e il marito hanno già ricevuto una relazione sulla loro analisi individuale del microbioma. "Ti dice che batteri hai e se sono utili o non utili, o rari, rispetto ad altre persone del tuo genere e fascia d'età con dieta simile", ha detto. "Come pescatariana (vegetariana che mangia pesce), potrei vedermi e confrontarmi con persone che sono rigorosamente vegane o vegetariane".

La cosa più interessante per la Roley-Roberts è stata la presenza nel suo intestino di un microbo che è collegato al sovrappeso e all'obesità. "Faccio molto esercizio, e faccio ancora più fatica di Ryan con i pesi", ha detto. "Solo sulla base dei miei batteri intestinali, potrebbe essere più difficile per me non ingrassare". Da parte sua, il marito è stato sorpreso di apprendere di avere batteri molto più rari di sua moglie. "Non so se è genetico, o cosa ho mangiato da bambino o altro, e non so se è una cosa buona o cattiva", ha detto ridendo.

La Kiecolt-Glaser immagina un giorno in cui la conoscenza concreta dei bravi e dei cattivi ragazzi del microbioma possa portare a interventi come cambiamenti dietetici o probiotici in grado di migliorare i problemi di salute, inclusa la depressione.

Le possibilità incuriosiscono, e rendono speranzosi, molti scienziati. Tamar Gur, assistente professore di psichiatria e salute comportamentale, neuroscienze e ostetricia e ginecologia alla Ohio State, negli ultimi anni è rimasta affascinata dalla connessione cervello-intestino e da come potrebbe applicarsi alle sue indagini che coinvolgono le donne incinte e i loro bambini.

In uno studio recente su topi, la Gur e i suoi colleghi hanno scoperto che l'esposizione prenatale allo stress di una madre contribuisce ai problemi di ansia e cognizione che persistono nell'età adulta, un fenomeno che potrebbe essere spiegato da cambiamenti duraturi nel microbioma.

"Penso che questo tipo di ricerca possa permetterci di individuare meccanismi dei problemi di salute e di inventare interventi per fermarli. Quest'area di ricerca è appena esplosa negli ultimi anni e non penso che sia un fuoco di paglia. Ho imparato troppo sull'influenza del microbioma per crederlo", ha detto la Gur.

È particolarmente interessata a come il microbioma potrebbe interagire con il cervello nelle donne stressate in gravidanza, portando potenzialmente alla nascita pretermine, la causa principale di morte infantile. La Gur sta attualmente lavorando a uno studio per valutare lo stress e il microbioma durante la gravidanza e spera di studiare anche l'uso di un probiotico nella gravidanza: "Il mio obiettivo è trovare un modo per offrire interventi alle mamme che possano giovare sia a loro che ai figli".

La possibilità che i cambiamenti della dieta, o qualche altro approccio, riescano a interrompere o rafforzare la composizione batterica dell'intestino, non erano nemmeno sul suo radar fino al 2013, quando ha appreso del lavoro che Mike Bailey stava facendo al Nationwide Children's, ha detto la Gur.

Bailey, professore associato di infezione microbica e immunità all'Ohio State e ricercatore nel Centro per la patogenesi microbica al Nationwide Children, sta lavorando alla ricerca delle coppie sposate con la Kiecolt-Glaser. Di recente ha anche stretto una collaborazione con Lisa Christian, membro dell'Istituto di Ricerca sulla Medicina Comportamentale dell'Ohio State, su un lavoro che ha trovato un legame tra i microbi intestinali dei neonati e il loro temperamento.

Bailey stava pensando alla complessa comunità microbica all'interno dell'intestino decenni prima che fosse un argomento che bloccava le sale riunioni dei convegni medici e scientifici, ben prima che "probiotici" e "prebiotici" fossero parole usate per vendere le virtù degli integratori alimentari e dello yogurt.

Bailey ha detto che è particolarmente interessato a capire come i cambiamenti nell'intestino, a seguito di eventi stressanti, possono alterare il sistema immunitario, aprendo potenzialmente la strada alle malattie. Un altro obiettivo è individuare il percorso dei microbi dall'intestino alla milza, dove possono ostacolare la funzione immunitaria normale e sana. Bailey è anche entusiasta del potenziale di trovare modi per ottimizzare i probiotici in modo che siano più efficaci contro particolari disturbi, tra cui la sindrome dell'intestino irritabile.

Quando ha iniziato, ha detto Bailey, studiare i microbi intestinali significava prelevare un piccolo campione fecale, metterlo su un piano, vedere quali batteri erano cresciuti e contare quanti di loro si presentavano. I progressi tecnologici degli ultimi anni hanno permesso agli scienziati di esaminare contemporaneamente la genetica di centinaia di specie di microbi intestinali, spingendo in avanti la scienza.

"Stiamo ottenendo un quadro più chiaro e completo del microbiota e ora stiamo parlando di comprensione delle comunità batteriche", ha affermato. C'è molto terreno da coltivare. Mentre molti ricercatori - e aziende - sono desiderosi di parlare di dieta e integratori come modi per respingere le malattie, "semplicemente non ne sappiamo a sufficienza del modo in cui il corpo risponde", ha detto Bailey.

C'è molto da scoprire, inoltre, su come i batteri del nostro tratto intestinale contribuiscono a metabolizzare i farmaci, ha detto: "Finora la spinta è stata capire quali batteri ci sono nel nostro intestino e in quali proporzioni. Ma questa è una parte molto piccola della storia. Questi batteri hanno un enorme numero di funzioni".