I batteri intestinali dei bambini malnutriti beneficiano degli elementi chiave degli alimenti terapeutici

Ora, un altro studio dello stesso gruppo di ricerca della School of Medicine dell’Università di Washington ha identificato i componenti biochimici chiave presenti in natura di questo nuovo alimento terapeutico e gli importanti ceppi batterici che elaborano questi componenti. Lo studio suggerisce che l’identificazione di questi componenti e dei principali ceppi batterici intestinali che promuovono la crescita e che fungono da bersagli terapeutici può aiutare a guidare il trattamento con l’attuale formulazione alimentare e potrebbe consentire la creazione di nuove formulazioni più efficaci in futuro.

Lo studio, condotto da Jeffrey I. Gordon, MD, il Dr. Robert J. Glaser Distinguished University Professor presso la Washington University, è stato pubblicato il 13 dicembre in Natura.

“Abbiamo identificato gli elementi bioattivi di un alimento diretto dal microbioma”, ha affermato Gordon, che è anche direttore dell’Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology presso la School of Medicine. “Si tratta di strutture di carboidrati presenti in natura che potrebbero, in teoria, essere recuperate in grandi quantità dai flussi di sottoprodotti della produzione alimentare ed essere utilizzate per produrre prebiotici. Abbiamo anche identificato i microbi che elaborano questi componenti alimentari e, in teoria, esiste potenziale per gli organismi stessi di essere parte di un intervento terapeutico nei bambini completamente privi di questi microbi intestinali benefici”.

Basandosi su questo lavoro, l’Organizzazione Mondiale della Sanità, insieme alla Fondazione Bill & Melinda Gates, sta sostenendo un ampio studio clinico multisito che studia questo nuovo alimento terapeutico, chiamato MDCF-2, o alimento complementare diretto dal microbioma. La sperimentazione, che è nelle sue fasi iniziali, mira a arruolare circa 6.500 bambini malnutriti, di età compresa tra 6 mesi e 2 anni, che vivono in Africa e nel sud-est asiatico.

La malnutrizione è una delle principali cause di morte tra i bambini sotto i 5 anni e, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità e il Fondo delle Nazioni Unite per l’Infanzia, quasi 150 milioni di bambini al di sotto di questa età soffrono di ritardo della crescita. Il trattamento con alimenti terapeutici tradizionali riduce le morti, ma non migliora sostanzialmente altri effetti a lungo termine della malnutrizione, inclusi problemi con il metabolismo, la crescita ossea, la funzione immunitaria e lo sviluppo del cervello.

“Il nostro lavoro ha dimostrato che una comunità microbica sana nell’intestino è necessaria per una crescita sana”, ha affermato Gordon. “Lo sviluppo della comunità microbica intestinale nei primi due anni di vita deve essere in sincronia con lo sviluppo del resto del corpo e degli altri sistemi di organi. Quando questa comunità microbica è formata in modo incompleto, dare semplicemente più calorie non basterà a riparare Stiamo cercando componenti alimentari specifici che alimentino comunità microbiche intestinali sane nella speranza di riparare la comunità microbica intestinale che è diventata disfunzionale nei bambini malnutriti.”

I ricercatori, tra cui i co-primi autori Matthew C. Hibberd, PhD, un assistente professore di patologia e immunologia, e Daniel M. Webber, MD, PhD, istruttore di patologia e immunologia, hanno scoperto che i ceppi dei batteri Prevotella copri erano positivamente associati ad una maggiore crescita nei bambini. Questi organismi hanno mostrato aumenti nelle attività delle vie metaboliche che utilizzano strutture benefiche di carboidrati bioattivi presenti nell’alimento terapeutico MDCF-2. Rispetto ai bambini che ricevevano il cibo terapeutico tradizionale, quelli che ricevevano MDCF-2 mostravano livelli ematici più elevati di alcune proteine ​​che supportano la crescita muscoloscheletrica e lo sviluppo neurologico, nonché livelli più bassi di proteine ​​coinvolte nell’infiammazione, indicando che gli effetti della riparazione del microbioma si estendono ben oltre i limiti pareti dell’intestino.

“Abbiamo eseguito analisi genomiche approfondite di campioni fecali di questi bambini”, ha detto Hibberd. “Conosciamo l’identità dei batteri che rispondono a questi componenti alimentari e le capacità metaboliche che questi batteri hanno ed esprimono in risposta al trattamento. Risulta che molti dei batteri fortemente associati alla crescita nei bambini si arricchiscono nei percorsi di metabolismo dei carboidrati.”

Nello studio clinico del 2021, l’alimento terapeutico MDCF-2 è stato somministrato come integratore alimentare per fornire circa il 20% del fabbisogno energetico giornaliero dei bambini. Gli ingredienti di MDCF-2 includono farina di ceci, farina di soia, pasta di arachidi e polpa di banana verde schiacciata; l’alimento integrativo tradizionale, più calorico e pronto all’uso, comprende riso, lenticchie e latte in polvere. Un’analisi dettagliata dei carboidrati presenti in questi alimenti ha rivelato che l’MDCF-2 contiene più polisaccaridi noti come galattani e mannani, mentre il tradizionale alimento terapeutico contiene più amido e cellulosa. I bambini che hanno ricevuto MDCF-2 hanno mostrato una crescita maggiore rispetto a quelli che hanno ricevuto il cibo supplementare tradizionale, anche se la densità calorica dell’MDCF-2 era inferiore del 15% rispetto all’alimento ad alto contenuto calorico. L’aumento della crescita associato al trattamento con MDCF-2 era correlato con una maggiore espressione delle vie metaboliche presenti in alcuni ceppi di Prevotella copri nei microbiomi dei bambini – percorsi coinvolti nell’utilizzo da parte dell’organismo dei polisaccaridi presenti in MDCF-2.

“Le informazioni provenienti dai questionari sulla frequenza alimentare suggeriscono che i bambini che hanno avuto la risposta maggiore all’MDCF-2 consumavano anche più noci e legumi come parte della loro dieta regolare”, ha detto Webber. “Queste noci e legumi possiedono alcuni degli stessi polisaccaridi dell’MDCF-2. Ciò suggerisce che potrebbero esserci opportunità per regolare la composizione e la dose di MDCF-2 per migliorare ulteriormente il suo effetto terapeutico.”

Gordon ha aggiunto: “I prossimi studi clinici di MDCF-2 nell’Africa orientale e occidentale e nell’Asia meridionale metteranno alla prova la generalizzabilità della sua efficacia nei bambini malnutriti dai 6 mesi ai 24 mesi di età con vari gradi di gravità della malnutrizione. I risultati di questi e altri studi dovrebbero contribuire a far progredire la nostra comprensione di come i nostri microbi collaborano con le nostre cellule e organi umani per influenzare la biologia dello sviluppo, perfezionare i nostri approcci per lo sviluppo di terapie dirette al microbioma e aiutarci a sviluppare nuovi approcci per nutrire i nostri bambini al fine di garantire la formazione di microbiomi sani durante i primi anni di vita postnatale.”