L’efficacia dei
probiotici e
dei prebiotici
Dott. Raffaele Minella
Le dimensioni del problema…
L’apparato digerente nella storia
Ippocrate (460-377 a.C.)
“Tutte le patologie iniziano
dall’intestino”
“Lascia che
la medicina sia il tuo cibo
e il cibo sia
la tua medicina”
L’organismo e l’ambiente
• L’organismo e l’ambiente
65% del Tessuto Immunitario risiede nell’apparato digerente
80% dei tessuti producenti Immunoglobuline si trovano nell’apparato
digerente
L’APPARATO DIGERENTE COSTITUISCE L’INTERFACCIA PRESENTE
TRA ORGANISMO ED AMBIENTE ESTERNO
Tutto inizia dalla nascita…
PARTO SPONTANEO
TAGLIO CESAREO
Lactobacillus
Prevotella
Sneathia spp
Staphylococcus aureus
Corynebacterium
Propionebacterium species
Il MICROBIOTA PERINATALE avvia una vera e propria
REGOLAZIONE EPIGENETICA con effetti diretti sull’attività del
sistema immunitario
Dominguez-Bello MG et al., Proc Natl Acad Sci 2010
E prosegue nelle epoche successive…
Neonati allattati al seno mostrano un
differente Microbiota
(Lactobacillus, Strptococcus,
Corynebacterium,
Propionibacerium) rispetto ai
neonati allattati artificialmente
(L. Delbrueki, L. reuteri,
L. Acidophlus)
Sampson HA et al., J Clin Gastroenterol 2004
E se si tentasse di agire sul Microbiota…
PROBIOTICI
“Live microrganisms which, when administered in adequate amounts,
confer health benefit on the host” .
Health and nutritional properties of probiotics in food including powder
milkwith live lactic acid bacteria; 2001 www.fao.org.
Gli effetti sull’immunità innata
INFLUENZA SULL’ATTIVITA’ DELLE CELLULE
DENDRITICHE (DC)
Attraverso l’adesione all’epitelio intestinale e stimolo diretto
nelle Placche del Peyer: le DC mature stimolate inducono
l’attivazione delle cellule NK attraverso la produzione di
IL-12 e IL-15 e quindi la produzione di IFN-gamma.
Zeuthen LHet al., Immunology 2008
Mohamadzadeh M et al., Proc Natl Acad Sci 2005
ADESIONE AI TOLL-LIKE RECEPTORS
Attraverso CpG DNA (TLR9), petptidoglicano, acido
lipoteicoico e LPS (TLR2, TLR1 e TLR4) con effetto sulla
maturazione cellulare e la produzione di citochine.
Salpietro C et al., Int J Immunopathol Pharmacol 2011
Gli effetti sull’immunità cellulare
DECREMENTO ATTIVITA’ LINFOCITI Th2
(Riduzione produzione IL-4, IL-5, IL-13)
Jang So et al., Allergy Asthma Immunol 2012
INCREMENTO DELL’ATTIVITA’ DEI LINFOCITI Treg (Incremento
produzione IL-10, TGF-beta)
Feleszko W et al., Clin Exp Allergy 2007
INDUZIONE RISPOSTA LINFOCITI B: nella lamina
propria le cellule B sono indotte a differenziarsi in
plasmacellule ed a produrre IgA secretorie che
vengono rilasciate nel lume intestinale con importanti
effetti immunomodulatori
Iliev ID et al., Scand J Immunol 2008
Il meccanismo di azione
Azione probiotici sulla mucosa intestinale
AZIONE MICROBIOLOGICA
1) Modulazione della composizione del Microbiota
2) Adesione competitiva ai recettori con prevenzione di invasione di patogeni
3) Produzione di Batteriocina con prevenzione di crescita di patogeni
AZIONE EPITELIALE
1) Modulazione delle cellule della barriera epiteliale
2) Espressione di proteine delle Tight Junction
3) Produzione di SCFA (Acidi Grassi a catena breve) con miglioramento della
barriere epiteliale e azione antiinfiammatoria
AZIONE IMMUNOLOGICA
1)Modulazione dell’Immunità innata(Maturazione Cellule Dendritiche)
2)Modulazione del bilancio Th1/Th2
3)Incremento del numero e dell’attività delle cellule Treg
Uso e Abuso dei Probiotici
Ed invece che cosa sono i “PREBIOTICI”?
Si definisce PREBIOTICO ogni sostanza che, presente nel cibo, non viene assorbita
dall'organismo ma è utilizzata dalla flora intestinale.
I prebiotici furono identificati nel 1993 da Marcel Roberfoid.
Sono nella grande maggioranza carboidrati, in particolare oligosaccardi.
Gibson GR and Robertfroid MB, J Nutr 1995
Nel latte umano si ritrovano ad alte concentrazioni (Human Milk
Olighosaccarides, HMOS, 12-15 g/l), mentre il latte in formula ne
contiene solo delle tracce.
In alcuni latti in formula vengono quindi addizionati:
FOS: Fruttooligosaccaridi
GOS: Galattooligosaccaridi
AOS: Oligosaccaridi Acidici
I prebiotici e i TLR
De Kivit et al., Frontiers in Immunology 2014
Probiotici e NEC
r1: velocità di crescita dei BL
r2: velocità di crescita dei BPB,L
K1: capacità di trasporto dei BL
K2: capacità di trasporto dei BPB,L
Alfa1: parametro di competizione BPB,L
Alfa2: parametro di competizione BL
Arciero Julia C. et al. Using a mathematical model to
analyze the role of probiotics and inflammation in
necrotizing enterocolitis.PLoS ONE 2010
BL(0) = 10 * 10 cellule/g
BL(0) = 15,5 * 10 cellule/ g
BL(0) = 20 * 10 cellule/g
Per un parametro soglia, il trasporto di batteri oltre la barriera
epiteliale è determinato da 2 fattori:
1) Concentrazione delle 2 colonie di batteri nel lume
2) Permeabilità della barriera epiteliale
Se la velocità di trasporto dei batteri oltre il lume non supera il
coefficiente di competizione, la presenza di batteri probiotici
migliora lo steady state.
La stabilità della barriera diminuisce la risposta infiammatoria.
Il modello matematico chiarisce perché partire da una più elevata
concentrazione di batteri probiotici (bambini nati da parto
eutocico) costituisca un fattore sfavorente la comparsa di NEC.
Probiotici e NEC
24 RCT che arruolavano neonati pretermine (E.G.< 37 settimane o di peso alla
nascita < 2500 g) dal 1966 ad ottobre 2013.
La supplementazione enterale di Probiotici previene lo sviluppo di NEC severa
nei neonati pretermine.
AlFaleh K et al. Probiotics for prevention of necrotizing enterocolitis in preterm infants. Cochrane
Database Syst Rev. 2014
Probiotici e coliche gassose
Il meccanismo ipotizzato
Lactobacilli
nei primi mesi
di vita
12 trials esaminati
(1825 lattanti)
Alterazione profilo
degli acidi grassi
intestinali.
In 6 studi i Probiotici
riducevano la durata
del pianto
In 6 studi i Probiotici
NON riducevano la
durata del pianto
COLICHE GASSOSE
INFANTILI
In 3 studi il Lactobacillus reuteri
riduceva la durata del pianto nei
pazienti allattati al seno
(differenza mediana, −65
minuti/giorno; 95%CI, da −86 a −44).
“There is still insufficient evidence to support probiotic use to
manage colic, especially in formula-fed infants, or to prevent
infant crying. Results from larger rigorously designed studies
applicable to all crying infants will help draw more definitive
conclusions.”
Sung V et al. Probiotics to prevent or treat excessive infant
crying: systematic review and meta-analysis. JAMA Pediatr. 2013
Lactobacillus reuteri Vs Simeticone
Il Lactobacillus reuteri ha
migliorato i sintomi delle
coliche gassose entro 1
settimana di trattamento
paragonato al Simeticone.
Limiti dello studio!!
1) Popolazione esigua
2) Pazienti solo con allattamento materno
3) Disegno dello studio non in cieco
Savino F et al. Lactobacillus reuteri (American Type Culture Collection
Strain 55730) versus simethicone in the treatment of infantile colic: a
prospective randomized study. Pediatrics. 2007
Forse ci avviciniamo alla verità…
17 articles met the inclusion criteria for this
review
Probiotics, in particular L reuteri, and preparations
containing fennel oil appear effective for reducing
colic, although there are limitations to these
findings.
Our meta-analysis also supports that L reuteri is effective for the treatment of infant colic, for
exclusively breast-fed infants.
Further well-designed studies, with standardized definitions of colic are needed to strengthen
the evidence base for colic interventions. Presently, there is significant heterogeneity between
studies, and several limitations exist within the intervention studies examined herein.
Harb T et al. Infant Colic-What works: A Systematic Review of Interventions
for Breast-fed Infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2016
Ed i Prebiotici nelle coliche?
12 prebiotics studies (N = 1563) were included.
The studied prebiotics were FOS, GOS, acidic oligosaccharide or a mixture of
GOS and FOS.
Prebiotics increased stool frequency but had no impact on stool consistency, the
incidence of colic, spitting up / regurgitation, crying, restlessness or
vomiting.
Mugambi MN et al. Synbiotics, probiotics or prebiotics in infant formula for full term
infants: a systematic review. Nutr J. 2012
Probiotici e Helicobacter pylori
7 RCT esaminati (508 pazienti trattati
con triplice terapia)
1) Migliore potenziale di
eradicazione
2) Minori effetti collaterali nei
pazienti trattati con Probiotici
“Our results should be interpreted with caution for the heterogeneity across the
included studies (I2=71.9 %).
Further well- designed and large-scale trials on this topic are needed to confirm
these findings”
Li S et al. Meta-analysis of randomized controlled trials on the efficacy of probiotics in
Helicobacter pylori eradication therapy in children. Eur J Pediatr. 2014
Probiotici e diarrea da antibiotici
1) Non è ben chiaro quale probiotico utilizzare
a questo scopo.
2) L ’ eccessiva eterogeneità degli studi non
consente di trarre conclusioni definitive.
3) Appare utile raccomandare l ’ uso di
Probiotici ai pazienti che riferiscono storia
precedente di diarrea da antibiotici o nei
pazienti con fattori di rischio di sviluppo di
infezione da Clostridium difficile.
Issa I, Moucari R. Probiotics for antibiotic-associated
diarrhea: do we have a verdict? World J Gastroenterol. 2014
Probiotici e Disturbi funzionali
I Dolori Addominali Ricorrenti (Pediatric Functional Abdominal Pain): dolori addominali parossistici, con
ricorrenza almeno mensile, per almeno tre mesi consecutivi, della durata usualmente inferiore alle tre ore
e tali da modificare le normali attività del bambino (Apley J and Naish Arch Dis Child 1958).
Sono presenti tra l’8 ed il 25% dei bambini in età scolare.
“Our meta-analysis showed that the use of LGG, L. reuteri DSM 17 938 and VSL#3 significantly
increases
treatment
success
in
children
with
abdominal
pain-related
Functional
gastrointestinal disorder, particularly among children with IBS. In addition, LGG and L. reuteri
DSM 17 938 significantly decrease the intensity of abdominal pain.”
Korterink JJ et al. Probiotics for childhood functional gastrointestinal
disorders: a systematic review and meta-analysis. Acta Paediatr. 2014
Probiotici e Gastroenterite Acuta
1) Reidratazione orale con soluzione ipoosmolare
2) Prosecuzione allattamento materno
3) Somministrazione Diosmectite o Racecadotril per ottenere
diminuzione scariche diarroiche
4) Somministrazione Probiotici: Lactobacillus GG o
Saccharomyces boulardii
5) Somministrazione Ondansetron in casi selezionati per
ottenere remissione del vomito
Guarino A et al. European Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology, and
Nutrition/European Society for Pediatric Infectious Diseases evidence-based guidelines for the
management of acute gastroenteritis in children in Europe: update 2014. J Pediatr Gastroenterol
Nutr. 2014
Probiotici e Malattia Celiaca
Probiotici specifici sono in grado di digerire il glutine o alterarne i peptidi.
Alcune specie batteriche (del genere Lactobacillus e Bifidobacterium) ,
inoltre, esercitano proprietà protettive nei confronti dell’epitelio nei
confronti della gliadina.
de Sousa Moraes LF et al. Intestinal microbiota and probiotics in celiac disease. Clin
Microbiol Rev. 2014
La somministrazione di B. longum CECT 7347 riduce la concentrazione di
Bacteroides fragilis (P= 0·020). B. longum CECT 7347 potrebbe aiutare a
migliorare lo stato dei pazienti celiaci anche a dieta priva di glutine.
Olivares M et al. Double-blind, randomised, placebo-controlled intervention trial to
evaluate the effects of Bifidobacterium longum CECT 7347 in children with newly
diagnosed coeliac disease. Br J Nutr. 2014
Lo studio suggerisce che B. infantis potrebbe alleviare la sintomatologia nella Malattia
Celiaca non trattata. Questo probiotico non sembra migliorare la permeabilità
intestinale, ma attuare delle modificazioni nell’attività del sistema immunitario
mucosale.
Smecuol E et al. Exploratory, randomized, double-blind, placebo-controlled study on the
effects of Bifidobacterium infantis natren life start strain super strain in active celiac
disease. J Clin Gastroenterol. 2013
I prebiotici possono migliorare gli alimenti privi di
glutine
Experimental calcium-fortified gluten-free bread (GFB) of improved calcium
bioavailability could increase calcium content in the diets of coeliac disease patients,
allowing them to obtain the amount of calcium they need for therapeutic use.
Prebiotics, including inulin-type fructans (IFs) have a beneficial effect on calcium
bioavailability.
The results obtained suggest that the applied IFs affected differentially
calcium uptake and absorption from the experimental calcium-enriched
GFB, therefore a further study is needed to assess whether these
observations made in vitro contribute to IF effects on calcium absorption
from experimental GFB in vivo.
Krupa-Kozak U et al.
Inulin and fructooligosaccharide affect in vitro calcium uptake and absorption from calcium-enriched
gluten-free bread. Food Funct. 2016
Probiotici e NAFLD
La dieta ricca di grassi e zuccheri induce infiammazione con attivazione dell’immunità
innata e quindi anche di NAFLD.
Il ripristino della normale flora intestinale riduce
la permeabilità intestinale, incrementa la
produzione di acidi grassi a corta catena (SCFAs)
e di ormoni intestinali anoressizzanti (GLP-1,
GLP-2), incrementa la sensiblità all’insulina.
Un ciclo breve di VSL#3 migliora significativamente la steatosi
epatica e il BMI nei bambini affetti da NAFLD. L’effetto a lungo
termine di questa terapia deve ancora essere valutato.
Alisi A et al.
Randomised clinical trial: The beneficial effects of VSL#3
in obese children with non-alcoholic steatohepatitis.
Aliment Pharmacol Ther. 2014
Prebiotici e NAFLD
Diets enriched with prebiotic fibre at a dose of 10 % have been shown to reduce weight gain and
fat mass development in rats. Our findings suggest that prebiotics chiefly affect energy balance by
reducing energy intake. Both satiety hormone levels and numerous gut bacterial groups not
previously described in supplemented obese models are modulated by prebiotics in a dosedependent manner.
Parnell JA, alter BactReimer RA. Prebiotic fibres dose-dependently increase satiety
hormones and eroidetes and Firmicutes in lean and obese JCR:LA-cp rats.
Br J Nutr. 2012
Negli adulti un RCT è iniziato…
In a double blind, placebo controlled, parallel group study, adults (BMI ≥25) with confirmed NAFLD
will be randomized to either a 16 g/d prebiotic supplemented group or isocaloric placebo group for 24
weeks (n = 30/group).
Lambert JE et al.
NCT02568605
Probiotici e Colangite Sclerosante
Non sono state riscontrate differenze tra i pazienti
trattati con Probiotici o Placebo per:
- Bilirubina (-13 vs. -15%; P=0.89)
- Fosfatasi Alcalina (-9 vs. -9%; P=0.99)
- Gamma-GT (-11 vs. -5%; P=0.60)
- AST (-16 vs. -15%; P=0.99)
- ALT (-27 vs. -26%; P=0.97)
- Tempo di Protrombina
- Albumina
- Sali biliari
Dal punto di vista clinico non miglioramenti per: prurito,
astenia, frequenza delle evacuazioni
Vleggaar FP et al.
Probiotics in primary sclerosing cholangitis: a randomized placebo-controlled crossover pilot
study. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2008
Probiotici e IBD
- Tutti gli studi dedicati all’uso di Probiotici nella Malattia di Crohn
mostrano delle significative limitazioni.
- Nella Rettocolite Ulcerosa molte specie sembrano mostrare un buon trend
nell’induzione della remissione e nel suo mantenimento.
- Nella pouchite le evidenze sembrano supportare l’impiego di VSL#3 nel
mantenimento della remissione.
Ghouri YA et al.
Systematic review of randomized controlled trials of probiotics, prebiotics,
and synbiotics in inflammatory bowel disease. Clin Exp Gastroenterol. 2014
Non ci sono evidenze che dimostrano che i Probiotici sono superiore al
Placebo o agli Aminosalicilati nel mantenimento della remissione nella
Malattia di Crohn ottenuta con terapia medica o chirurgica.
Rolfe VE et al.
Probiotics for maintenance of remission in Crohn's
disease. Cochrane Database Syst Rev. 2006
I Probiotici nell’allergia
HYGIENE HYPOTHESIS
L’esposizione ad infezioni può risultare protettivo per la
comparsa di allergie
Risposta Th1
Risposta Th2
Strachan DP, Thorax 2000
MICROBIAL HYPOTHESIS
Il tipo di flora microbica che colonizza l’intestino in epoca
perinatale influenza la maturazione del Sistema
Immunitario modificando il rischio di allergie
Blaser MJ, Nat Rev Microbiol 2009
Applicazioni nelle allergopatie
ASMA ALLERGICO
Studi su modelli murini mostrano incremento di
linfociti T CD4+ CD25+ e Treg FOXP3+
Studi in vivo mostrano incremento dei fenomeni di Wheezing
e mancato miglioramento della sensibilizzazione
ad allergeni inalanti
Kopp MV et al., Pediatrics 2008
RINITE ALLERGICA
Riduzione infiltrazione eosinofila nella mucosa nasale.
Purtroppo non esistono metanalisi per l’eccessiva eterogeneità
degli studi.
Ouwehand AC et al. World J Gastroenterol 2009
DERMATITE ATOPICA
Non esiste sufficiente evidenza statistica per l’uso dei
probiotici nella dermatite atopica del lattante.
Osborn DA et al., Cochrane Database Syst Rev 2007
La posizione EAACI
PAZIENTI AD ALTO RISCHIO
PAZIENTI NON SELEZIONATI
(Pazienti con almeno un parente con storia di malattia
allergica)
(Pazienti con famiglie con o senza malattie allergiche)
Ci sono scarse evidenze che supportano
l’efficacia dei probiotici nel trattamento
delle allergie alimentari.
Quattro RCT non hanno mostrato benefici
nei confronti della sensibilizzazione nei
confronti di allergeni alimentari.
Morisset M et al., Eur J Clin Nutr 2011
Kukkonen AK et al., Clin Exp Allergy 2011
Kuitunen M et al. J Allergy Clin Immunol 2009
Marschan E et al, Clin Exp Allergy 2008
Una systematic review ha trovato insufficienti
evidenze di beneficio nelle formule contenenti
probiotici.
Due systematic reviews ed un RCT non hanno
trovato benefici nell’uso di probiotici in queste
popolazioni.
Osborn DA et al., Cochrane Database Syst Rev 2007
Tang LJ et al., Zhonghua Er Ke Za Zhi 2012
Prescott SL, H et al. Allergy 2008
Nei differenti studi sono stati utilizzati
differenti ceppi microbici.
Ogni ceppo potrebbe condurre differenti
effetti giustificando l’inconsistenza dei
risultati ottenuti.
I prebiotici nei modelli murini
L’uso dei prebiotici è stato studiato a lungo su modelli
murini per la vaccinazione anti-influenzale, l’asma
allergico e l’allergia alle proteine del latte vaccino.
E’ stato dimostrato che una supplementazione con scGOS, lcFOS e pAOS induce
una risposta Th1 più pronunciata ed una maggiore produzione di IgA secretorie
a livello della mucosa intestinale.
Bouladoux N et al., Mucosal Immunol 2012
L’impiego di prebiotici nella fase pre e durante sensibilizzazione alla caseina ha
prodotto una forte riduzione della risposta allergica, a conferma di un
importante effetto immunomodulatore sulle mucose.
Campeau JL et al., Infect Immun 2012
I prebiotici nell’uomo
Numerosi Clinical trials dimostrano che latti in formula addizionati con
miscele di scGOS e IcFOS conducono alla diffusione di un microbiota
simile a quello di lattanti allattati al seno con elevata presenza di
Bifidobacteria e Lactobacilli.
Akdis CA et al., J Allergy Clin Immunol 2011
Ryan CA, Annu Rev Phytopathol 1990
Cordain L, Rev Nutr Diet 1999
Al contrario latti addizionati con pAOS con o senza scGOS+IcFOS non
hanno mostrato miglioramento dal punto di vista del pianto, del vomito o
dei rigurgiti paragonati ai lattanti trattati con placebo.
O’Hara JR et al., Infect Immun 2012
Conclusioni
1) I Probiotici possono avere sull’apparato digerente un’azione
microbiologica, epiteliale ed immunologica.
2) La supplementazione enterale di Probiotici previene lo
sviluppo di NEC severa nei neonati pretermine.
3) Appare utile raccomandare l’uso di Probiotici ai pazienti che
riferiscono storia precedente di diarrea da antibiotici o nei
pazienti con fattori di rischio di sviluppo di infezione da
Clostridium difficile.
4) Le Linee Guida ESPGHAN per il trattamento della
gastroenterite acuta raccomandano l’uso di Lactobacillus GG
o Saccharomyces boulardii.
5) Nella Rettocolite Ulcerosa molte specie sembrano mostrare
un buon trend nell’induzione della remissione e nel suo
mantenimento.
6) Nella pouchite le evidenze sembrano supportare l’impiego di
VSL#3 nel mantenimento della remissione.
7) Un ciclo breve di VSL#3 migliora significativamente la
steatosi epatica e il BMI nei bambini affetti da NAFLD.
Conclusioni
1) Non ci sono sufficienti evidenze per l’uso dei Probiotici e dei Prebiotici nel
management delle coliche gassose del lattante.
2) Sembra incerto il miglioramento del potenziale di eradicazione nella terapia per
Helicobacter pylori.
3) Nella colangite sclerosante l’uso di probiotici non sembra dare miglioramenti
clinici e degli indici ematochimici.
4) Tutti gli studi dedicati all’uso di Probiotici nella Malattia di Crohn mostrano delle
significative limitazioni.
5) Secondo l ’ EAACI scarse evidenze supportano l ’ efficacia dei probiotici nel
trattamento delle allergie alimentari.
Grazie per
l’attenzione
