Il microbioma intestinale dei neonati oscilla secondo un ritmo circadiano, anche quando viene coltivato fuori dal corpo. I ricercatori riferiscono sulla rivista Cell Host & Microbe che questo ritmo è rilevabile già due settimane dopo la nascita, ma diventa più pronunciato con l’aumentare dell’età. I risultati provengono da uno studio randomizzato e controllato che ha anche dimostrato che la dieta ha un’influenza minore sullo sviluppo e sulla composizione del microbioma infantile rispetto a quanto si pensava in precedenza.
La dieta ha poco effetto sulla crescita dei neonati o sulle differenze nel loro microbioma intestinale
I ricercatori guidati dal primo autore ed esperto di microbioma Dirk Haller dell’Università Tecnica di Monaco hanno scoperto che l’ecosistema microbico sviluppa questi ritmi circadiani in un’età molto precoce di colonizzazione. Gli esperti avevano già dimostrato questi ritmi negli adulti, ma non erano sicuri di quando questi meccanismi si manifestassero per la prima volta. Mentre la dieta ha avuto un’influenza minima sullo sviluppo del microbioma intestinale infantile, i ricercatori hanno dimostrato che l’età gioca un ruolo più importante. L’alimentazione ha un ruolo importante, ma inferiore all’invecchiamento dell’intestino. Confrontando i neonati allattati al seno e quelli prealimentati, le differenze nella colonizzazione del microbioma erano marginali.
In uno studio randomizzato e controllato, i ricercatori hanno confrontato lo sviluppo del microbioma dei neonati allattati esclusivamente al seno con quello dei neonati che hanno ricevuto diversi tipi di latte artificiale: latte artificiale senza integratori, latte artificiale con batteri derivati dal latte materno (bifidobatteri), latte artificiale con zuccheri che imitano il latte materno (galatto-oligosaccaridi, GOS) o latte artificiale con bifidobatteri e GOS. Un totale di 210 neonati ha preso parte allo studio. Per seguire il microbioma dei bambini in modo longitudinale, il team ha prelevato campioni di feci a 0,5 mesi, 1 mese, 3 mesi, 7 mesi e 12 mesi, nonché a 24 mesi per un sottogruppo di bambini. Hanno anche annotato l’ora del giorno in cui è stato prelevato il campione di feci.
I ricercatori hanno scoperto che la dieta ha avuto un effetto minimo sulla crescita dei bambini o sulle differenze nel loro microbioma. Sebbene ci fossero grandi differenze, tutti i bambini hanno mostrato un graduale aumento della diversità dei microbi intestinali e dopo 24 mesi non c’erano differenze percepibili tra i gruppi. Quando hanno confrontato i diversi tipi di latte artificiale, hanno scoperto che il latte artificiale arricchito con GOS aveva un effetto migliore nel promuovere livelli sostenuti di bifidobatteri rispetto al latte artificiale contenente bifidobatteri.
I batteri intestinali hanno un meccanismo intrinseco che consente una sorta di adattamento al ciclo giorno-notte
Tuttavia, è stata riscontrata una differenza significativa nel profilo dei metaboliti intestinali tra i bambini allattati esclusivamente al seno e quelli nutriti con latte artificiale. L’ambiente dei metaboliti intestinali differisce notevolmente tra i bambini allattati esclusivamente al seno e quelli allattati con latte artificiale, il che potrebbe avere un impatto fondamentale sul priming metabolico e su molti effetti a valle. Si può quindi concludere che il latte materno ha un effetto completamente diverso sul metabolismo dell’intestino del bambino.
I ricercatori hanno anche osservato fluttuazioni ritmiche di 24 ore nell’abbondanza delle diverse specie del microbioma. Prelevando i microbi dai neonati e facendoli crescere in una coltura continua in laboratorio, i batteri si sono assestati sullo stesso ritmo circadiano, anche in assenza di luce esterna o di indicazioni dell’ospite. Sebbene i ritmi circadiani siano già stati osservati in passato nei microbiomi degli adulti, questa è la prima prova che i batteri mantengono questi ritmi in modo indipendente. Quando vengono eliminati, mantengono queste oscillazioni diurne. Secondo i ricercatori, questo dato è piuttosto sorprendente perché suggerisce che i batteri hanno un meccanismo intrinseco che consente una sorta di adattamento al ciclo giorno-notte, che potrebbe potenzialmente dare loro un vantaggio nella colonizzazione dell’intestino umano.
Gli scienziati intendono approfondire i ritmi circadiani del microbioma in studi futuri. In particolare, vogliono determinare se le singole specie batteriche mantengono i loro ritmi quando sono isolate piuttosto che coltivate in comunità complesse e cercare i geni che controllano questi ritmi. La prossima domanda che si pongono è se riescono a identificare nei batteri i meccanismi che controllano il loro comportamento circadiano.
