Un nuovo studio pubblicato su Cell suggerisce che l’esposizione agli antibiotici nel corso di una precoce finestra dello sviluppo dell’individuo, che è quindi risultata critica, sconvolge l’ambiente batterico intestinale e, in qualche modo, riprogramma il metabolismo corporeo in modo permanente, predisponendo il soggetto all’obesità, alla Steatosi Epatica e alla Sindrome Metabolica.
Il lavoro, condotto da ricercatori della New York University Langone Medical Center, rivela che i topi sottoposti a bassi ma ripetuti dosaggi di Penicillina nell’ultima settimana di gravidanza o durante l’allattamento sono stati, successivamente più suscettibili a manifestare obesità e anomalie metaboliche rispetto a topi esposti agli antibiotici più tardivamente.
Tra l’altro è stato molto interessante il fatto che i topi esposti a bassi dosaggi di antibiotici assunti attraverso l’allattamento (e solo in questo periodo) hanno dimostrato di guadagnare tanto peso quanto i topi esposti al trattamento antibiotico durante l’intero periodo della loro vita.
Secondo gli autori, lo studio dimostrerebbe che nei topi, quando si perturba il microbiota intestinale durante i primi anni di vita attraverso la somministrazione di antibiotici, la sospensione del trattamento farmacologico, pur se permette una normalizzazione del microbiota intestinale, causa comunque la permanenza di un imprinting che determina effetti permanenti sul metabolismo.
Tutto ciò sosterrebbe un concetto nuovo e cioè l’esistenza di una sorta di “finestra evolutiva in cui i microbi partecipano attivamente a modulare l’attività metabolica dell’individuo nel futuro”.
Secondo i ricercatori sono comunque necessari ulteriori dati prima di poter determinare se gli antibiotici portino ad obesità negli esseri umani, e il presente studio non deve scoraggiare i medici a prescrivere antibiotici nei bambini quando essi siano necessari.
L’esperimento condotto ha previsto tra l’altro la somministrazione di basse dosi di penicillina a tre gruppi di topi. Un gruppo ha ricevuto antibiotici nel grembo materno durante l’ultima settimana di gravidanza e ha continuato il farmaco per tutta la vita. Il secondo gruppo ha ricevuto la stessa dose di penicillina dopo lo svezzamento e, come il primo gruppo, ha continuato per tutta la vita. Il terzo non ha ricevuto antibiotici.
I ricercatori hanno visto un aumento della massa grassa in entrambi i gruppi penicillina, anche se questa era più elevata nei topi che hanno ricevuto in partenza la penicillina già nel grembo materno. Questo ha dimostrato che i topi sono metabolicamente più vulnerabili se sono sottoposti a terapia antibiotica nel primo periodo di vita. L’aumento della massa grassa diventava notevole se i gruppi erano anche alimentati attraverso una dieta ricca di grassi. Oltre a questo, il gruppo trattato precocemente con penicillina mostrava anche un’alterata secrezione insulinica nonché alterazioni genetiche relative ai processi di disintossicazione e rigenerazione epatica.
Questo lavoro conferma ed estende la ricerca punto di riferimento pubblicata dal laboratorio del Dr. Blaser nel 2012 su Nature che aveva dimostrato che i topi esposti a bassi dosaggi di antibiotici (esempio come quelli rinvenibili nel bestiame commerciale) per tutta la vita e alimentati con una dieta normale mostravano una produzione di massa grassa superiore dal 10 al 15 per cento ed un metabolismo epatico alterato rispetto ai topi non trattati.
In questo lavoro la domanda che rimaneva senza risposta era se i cambiamenti metabolici fossero il risultato di batteri alterati ovvero l’esposizione agli antibiotici.
L’odierno lavoro dimostra che è il microbiota alterato che guida gli effetti dell’obesità non gli antibiotici. Per far ciò i ricercatori hanno proceduto al trasferimento delle popolazioni batteriche da topi penicillina-esposti a topi appositamente allevati germ-free a partire dalla terza settimane di età, che corrisponde all’infanzia subito dopo lo svezzamento. I ricercatori hanno scoperto che i topi inoculati con batteri provenienti dai donatori antibiotico-trattati erano effettivamente più grassi rispetto ai topi privi di germi inoculati con i batteri da donatori non trattati.
Contrariamente ad una vecchia ipotesi che sostiene che gli antibiotici riducano la biodiversità, il team ha scoperto che la penicillina non ha un effetto sostanziale in questo ambito. piuttosto essa e’ in grado diminuire temporaneamente (durante la famosa finestra critica) quattro tipologie di organismi distinti primi anni di vita durante la: Lactobacillus, Allobaculum, Candidatus Arthromitus, e un membro anonimo della famiglia Rikenellaceae, che possono avere importanti interazioni metaboliche e immunologiche.
Questo lavoro fornisce quindi anche informazioni riguardo a quattro nuovi potenziali candidati che potrebbero essere promettenti organismi probiotici che potrebbero essere in grado di contrastare l’imprinting negativo conseguente al trattamento antibiotico nei primi periodi di vita.
I ricercatori hanno lavorato con sei diversi specie di topi, nell’arco di cinque anni per ottenere i loro risultati. Per identificare i batteri, hanno usato un metodo molecolare potente che coinvolge l’estrazione del DNA e il sequenziamento della subunità 16S ribosomiale. Complessivamente, gli scienziati hanno valutato 1.007 campioni intestinali, che hanno fornito più di 6 milioni di sequenze di geni ribosomali batterici.
Giacomo Pagliaro
Per maggiori informazioni:
http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)00821-6