Ruolo del microbiota intestinale nelle IBD e nell`obesità

Ruolo del microbiota intestinale
nelle IBD e nell’obesità
Paolo Pallini
UOC di Gastroenterologia ed Endoscopia Digestiva
UOS Dietetica e Nutrizione Clinica
Venezia - Mestre
Paolo
- 2011
Paolo Pallini
Pallini -2014
‘‘…Il lubrico sacco oe si tramuta in
merda quel che si trangugia …’’
Dante Alighieri
- 2011
Paolo Pallini -2014
Presenza di Batteri nell’intestino …
STOMACO:
Pochi
batteri:
Helicobacter
Pylori
COLON:
Numeri elevati
di batteri:
Soprattutto
Anaerobi
(bifidobatteri)
TENUE:
Ambiente
ancora
Aerobio:
Possibile
elevata
quantità
di
Lattobacill
i
- 2011
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Ascesso non drenato !
 Marshall JC et al.
 Alexander JW et al.
1993
1991
 Erlich e VonMogheroth 1906
Organo dimenticato
 1014 cellule procariotiche =
10 volte le c. eucariotiche
La flora intestinale costituisce un vero organo
Il grado di efficienza di quest’organo influenza
L’efficienza dell’intero organismo
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n. Pubblicazioni : Microbiota
n. Studi clinici : Probiotici
Pubmed :
MICROBIOTA






intestinal microbiota,
gut microbiota,
intestinal flora,
gut flora,
intestinal microflora,
gut microflora
Sekirov I, et al.
PROBIOTICI
2010 Physiol Rev 90: 859–904
Pubmed :




Probiotic
Human and probiotic,
Probiotic therapy,
Probiotic CRT,
Corleto et al. Giorn Ital End Dig 2011;34:191-195
- 2011
Paolo Pallini -2014
June 2007
Your Body Is a Planet
90% of the cells within us are
not ours but microbes'.
By Josie Glausiusz|
Tuesday, June 19, 2007
- 2011
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MICROBIOTA
Batteri nell’intestino umano  1014
Cellule del corpo umano  1013
Migliaia di specie batteriche
MICROBIOTA
batteri con effetti favorevoli
sull’ospite e batteri
potenzialmente dannosi
COMPOSIZIONE MICROBIOTA
genetica,
microbiota materno,
tipo di parto
(naturale vs cesareo),
tipo di allattamento
( seno vs artificiale),
Alimentazione,
farmaci (antibiotici)
MICROBIOMA
(genoma batterico)
100 volte più geni rispetto al
genoma umano
FAVOREVOLI
• lattobacilli
• bifidobatteri…
POTENZIALMENTE
DANNOSI
• stafilococci
• clostridi patogeni
• proteus
• pseudomonas
aeruginosa….
enterococchi, streptococci, escherichia coli..
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-2012
Numerosità, Complessità, variabilità, differenze …
Zoetendal E G et al. Gut 2008;57:1605-1615
Kostic A D et al. Genes Dev. 2013;27:701-718
Cluster analysis
M. Fallani et al., JPGN 2010
Kurokawa K et al. DNA Res 2007;14:169-181
- 2011
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Colonizzazione del tratto gastroenterico
Morelli L. 2000 (modificato)
Ambiente
Sistema Immunitario
Tipo di parto
Allattamento
Geni
Digiuno
Bile ed enzimi
Dieta enterici
Farmaci
Resistenza alla
colonizzazione
Difesa gastrica
Potenziali colonizzatori e/o
Patogeni
- 2011
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-2012
The structure of the human intestinal
microbiota across the life cycle.
Kostic A D et al. Genes Dev. 2013;27:701-718
- 2011
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-2012
16S rRNA gene surveys reveal a clear separation of
two children populations investigated.
De Filippo C et al. PNAS 2010;107:14691-14696
- 2011
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-2012
SCFA-producing bacteria could help to prevent
establishment of some potentially pathogenic
intestinal bacteria.
Dieta / Ambiente/
Microbiota
Patogeni/ Ospite/
Microbiota
De Filippo C et al. PNAS 2010;107:14691-14696
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-2012
Interazione
Genetica
Ospite
Immunologica
Metabolica
Azione
trofica
Segnali di
regolazione
Infettiva
Energetica
Microbiota
Infiammazione
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I.Sekirov et al. Physiol Rev 90: 859–904, 2010
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Microbiota e regolazione intestinale
 Inibizione dei patogeni




Riduzione pH del lume intestinale
Secrezone batteriocine
Competizione alimentare
Competizione per loci di adesione epiteliale
 Miglioramento Barriera intestinale




 IgA s
 secrezione di mucine
 SCFA
Stabilizzazione tight junctions
 Omeostasi cellulare
 Down-regulation geni  citochine proinfiammatorie
 Down-regulation dell’apoptosi cellulare Paolo Pallini -2014
- 2011
Dialogo Microbiota-Patogeni-Ospite
Sekirov I et al. Physiol Rev 2010;90:859-904
- 2011
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Microbiota e “gut-brain axis”.
Doré J et al. United European Gastroenterology Journal 2013;1:311-318
- 2011
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-2012
Infiammazione intestinale e microbiota.
Winter S E et al. EMBO Rep. 2013;14:319-327
- 2011
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-2012
Disbiosi nelle IBD
C Manichanh, et al. - Gut 2006;55:205–211
JJ Qin et al. Nature 464, 59-65 (2010)
Sokol H et al. - Inflamm Bowel Dis vol. 12, n. 2, 2006
- 2011
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Disbiosi
H. Sokol et al. - Inflamm Bowel Dis
2009;15:1183–1189
- 2011
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Fecalibacter Prausnitzii
Sokol H et al. PNAS 2008;105:16731-16736
- 2011
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-2012
Anti-inflammatory properties of
F. prausnitzii A2-165
1. In vitro experiments:
• High IL10/IL12 cytokine release by Peripheral blood
mononucleated cells
• Reduction of IL-1β induced IL-8 secretion by Caco-2 cells
• Supernatant abolished TNFalpha induced NF-kB activity in HT-29
cells
2. In vivo experiments:
• Both F. prausnitzii and its supernatant reduced scores and blood
parameters of inflammation in TNBS-induced colitis in Balb/c
mice
• Administered IP, its supernatant protected mice from
death induced by TNBS.
Sokol et al. PNAS 2008
- 2011
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Obesità
The international MetaHIT
(Metagenomics of the Human Intestinal
Tract) project has published a gene
catalogue of the human gut microbiome
derived from 124 healthy, overweight
and obese human adults, as well as
inflammatory disease patients,
from Denmark and Spain.
The data provide the first insights into
this gene set -over 150 times larger
than the human gene complement -and
permit the definition of both a minimal
gut metagenome and a minimal gut
bacterial genome.
(4 March 2010)
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R E. Ley et al. – PNAS August 2, 2005 no. 31
- 2011
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Microbiota fecale in obesi sottoposti
a Gastric by-pass
Furet J et al. Diabetes 2010;59:3049-3057
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Ipotesi patogenetica
S. Devaraj et al. Clinical Chemistry 59:4 617–628 (2013)
- 2011
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Tono endocannabinoide
GG. Muccioli et al. Molecular Systems Biology 6:392; 2010
- 2011
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Come modificare il microbiota
- 2011
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Come modificare il microbiota
Transplant
Ilya Ilich
Metchnikoff
Magnus Simre, Giovanni Barbara et al. - Gut 2013;62:159–176
(modificato)
- 2011
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Figure 4. Distribution of bacterial species before and after gut microbiota transplantation.
Doré J et al. United European Gastroenterology Journal 2013;1:311-318
- 2011
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