Studio della composizione del microbiota intestinale nella malattia celiaca dell’adulto

La Scheda dello Studio

• Numero del Finanziamento (Grant): FC 016/2015
• Titolo: Studio della composizione del microbiota intestinale nella malattia celiaca dell’adulto
• Area Scientifica: Celiachia; Infezione ed Infiammazione
• Durata: Progetto Biennale
• Ricercatore Titolare: Prof.ssa Rachele Ciccocioppo, Affiliazione attuale: Unità di Gastroenterologia, Dipartimento di Medicina, A.O.U.I. Borgo Roma, Università di Verona
• Istituto Beneficiario del Grant: IRCCS Fondazione Policlinico San Matteo, Università di Pavia, Pavia

Collaborazioni:

• Prof.ssa Enrica Capelli, Laboratorio di Immunologia ed Analisi Genetica, Dipartimento della Terra e delle Scienze Ambientali, Università di Pavia
• Prof. Federico Biagi, Unità di Gastroenterologia, I.R.C.C.S. Pavia, I.C.S. Maugeri, Università di Pavia
• Prof. Gino Roberto Corazza, Dipartimento di Medicina Interna e Terapia Medica, Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo, Università di Pavia

Pubblicazioni originate dal Grant:

• Panelli S, Capelli E, Lupo GFD, et al. Comparative Study of Salivary, Duodenal, and Fecal Microbiota Composition Across Adult Celiac Disease. J Clin Med 2020;9:1109. Published 2020 Apr 13. doi:10.3390/jcm9041109 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32294965/
• Schiepatti A, Bacchi S, Biagi F, Panelli S, Betti E, Corazza GR, Capelli E, Ciccocioppo R. Relationship between duodenal microbiota composition, clinical features at diagnosis, and persistent symptoms in adult Coeliac disease. Dig Liver Dis. 2021 Mar 16:S1590-8658(21)00088-8. doi: 10.1016/j.dld.2021.02.019. Epub ahead of print. PMID: 33741248. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33741248/

Lo studio

Cosa si è voluto studiare e perché?

La malattia celiaca è un’enteropatia cronica molto frequente nella popolazione generale, che è legata all’ingestione del glutine in soggetti che presentano una precisa predisposizione genetica (in larga parte legata alle molecole HLA DQ2/DQ8). Pur avendo un ruolo predominante nel favorire la malattia, la genetica ed il glutine non sono però i soli elementi a giustificare lo sviluppo di tale condizione. Crescenti evidenze scientifiche suggeriscono la presenza di un’alterazione della composizione del microbiota intestinale, chiamata disbiosi, sia nelle forme di malattia celiaca non trattata, sia in una percentuale consistente di soggetti trattati con la dieta priva di glutine. L’ipotesi che un’alterazione della composizione del microbiota intestinale possa contribuire alla patogenesi e alle diverse manifestazioni cliniche della malattia celiaca è sicuramente intrigante. Tuttavia, ad oggi non è ancora chiaro se queste alterazioni del microbiota intestinale possano esse stesse influire direttamente sullo sviluppo della malattia celiaca o se, al contrario, siano una conseguenza del danno della mucosa intestinale. Al giorno d’oggi lo studio del microbiota intestinale è reso possibile grazie a tecniche molto sofisticate di sequenziamento del DNA batterico (tecniche metagenomiche). Grazie a queste metodiche, il nostro studio si è proposto di eseguire un’analisi comparativa del microbiota prelevato da saliva, feci e mucosa intestinale di pazienti celiaci adulti affetti da diverse forme di malattia celiaca (malattia celiaca non trattata; malattia celiaca in corso di trattamento con dieta priva di glutine; malattia celiaca potenziale; malattia celiaca refrattaria) e di confrontarli con soggetti di controllo affetti da dispepsia funzionale. Questo ci ha consentito di stabilire se 1) la disbiosi anticipa lo sviluppo delle lesioni intestinali; 2) la dieta priva di glutine ripristina un microbiota normale (condizione definita di eubiosi); 3) la malattia celiaca refrattaria ha una composizione peculiare del microbiota intestinale; 4) vi è somiglianza tra la composizione del microbiota a livello di diversi distretti: mucosa, feci, saliva.

La metodologia

Previa raccolta del consenso informato allo studio, sono stati arruolati 52 pazienti celiaci adulti (13 pazienti affetti da malattia celiaca non trattata, 29 pazienti affetti da malattia celiaca in trattamento con dieta priva di glutine, 4 pazienti affetti da malattia celiaca refrattaria, 6 pazienti affetti da malattia celiaca potenziale) e 31 controlli. Mediante tecniche di sequenziamento metagenomico (studio del 16s RNA) è stato possibile determinare la composizione del microbiota a livello salivare, duodenale e fecale. Una successiva analisi bioinformatica ha consentito di analizzare le sequenze di DNA batterico e confrontarle tra i diversi gruppi di pazienti.

Quali risultati?

Nella malattia celiaca potenziale si è evidenziata una riduzione della alfa- e beta-diversità che ha mostrato il valore più basso nei pazienti affetti da malattia celiaca refrattaria. A livello dei campioni mucosali abbiamo riscontrato un’abbondanza significativa dei Proteobatteri ed un’espansione del genere Neisseiria, in maniera particolare nei pazienti con malattia celiaca non trattata. Al contrario, i pazienti con malattia celiaca trattata hanno presentato un profilo microbico intermedio tra quello dei pazienti con malattia celiaca non trattata ed i soggetti di controllo. Infine, i risultati ottenuti sui campioni salivari rispecchiavano meglio delle feci quelli ottenuti a livello mucosale. La figura mostra le differenze statisticamente significative della beta-diversità tra i campioni mucosali (A: malattia celiaca attiva, C: controlli, T: malattia celiaca trattata): la distanza tra i vari campioni è indice dell’entità della diversità della composizione del microbiota tra i gruppi.

Quali prospettive e quali benefici per i pazienti celiaci?

Il nostro studio ha mostrato come l’espansione di peculiari specie batteriche anticipa lo sviluppo delle lesioni mucosali (atrofia dei villi intestinali) e raggiunge la massima divergenza dai soggetti di controllo nei pazienti affetti da malattia celiaca refrattaria. La dieta priva di glutine, tuttavia, non è in grado di indurre una risoluzione definitiva della disbiosi e il ripristino di una condizione di eubiosi. Di assoluta rilevanza clinica è il fatto che i risultati dell’analisi sui campioni di saliva siano sostanzialmente sovrapponibili ai campioni mucosali.

Eventuali sviluppi futuri del progetto

Sebbene lo studio del microbiota nella malattia celiaca sia stato oggetto di diverse pubblicazioni scientifiche negli ultimi anni, tutti questi studi risultano difficili da confrontare tra loro, vista la grande eterogeneità dei campioni biologici e delle popolazioni oggetto di studio, nonchè delle metodiche molecolari impiegate. Globalmente, gli studi finora pubblicati forniscono una descrizione qualitativa del profilo del microbiota intestinale. Pertanto, un passo importante consisterebbe nell’identificare un metodo standardizzato per quantificare il grado di disbiosi presente nelle diverse forme di malattia celiaca. Inoltre, la sostanziale somiglianza, evidenziata dai nostri risultati, tra il microbioma orale e quello duodenale potrebbe costituire il primo passo per lo sviluppo di test diagnostici non invasivi e per considerare strategie preventive e terapeutiche alternative.

Legenda

Microbiota intestinale: questo termine si riferisce alla composizione microbica che alberga nel nostro intestino. Si tratta di trilioni di cellule microbiche che vengono classificate in base al loro livello tassonomico. Il termine microbiota va distinto dal termine microbioma, con il quale, invece, si intende la totalità del materiale genetico dei microrganismi di un particolare ecosistema.

Alfa-diversità: termine che identifica la diversità batterica presente in un determinato campione

Beta-diversità: termine che identifica la dissimilarità batterica tra diversi campioni

Tecniche metagenomiche: questo termine indica le tecniche molecolari che consentono lo studio del microbiota e l’identificazione delle specie batteriche che lo compongono. Tali tecniche si basano principalmente sul sequenziamento genetico di strutture ampiamente conservate filogeneticamante (acido ribonucleico 16s -16SRNA).

Malattia celiaca potenziale: si tratta di una particolare forma di malattia celiaca caratterizzata dalla presenza di anticorpi anti-endomisio positivi ma mucosa duodenale ancora architettonicamente normale.

Malattia celiaca refrattaria: questo termine indica una forma di malattia celiaca caratterizzata da persistenza di atrofia dei villi intestinali e gravi sintomi di malassorbimento nonostante una dieta priva di glutine condotta rigorosamente.