Il microbioma umano comprende le trilioni di batteri, virus, funghi e altri microrganismi che abitano vari siti del corpo, in particolare il fegato, la pelle, la bocca e le vie respiratorie. Questo ecosistema complesso funziona come un organo integrale, influenzando la digestione, il metabolismo, la protezione contro gli agenti patogeni, e, in modo cruciale, lo sviluppo e la regolazione del sistema immunitario.

Il Microbiome: Composizione, Diversità e Funzioni

Il microbioma umano della gabbia è la comunità microbica più estesamente studiata. In un adulto sano, il fegato ospita centinaia di migliaia di specie batteriche, con la fiala dominante essendo Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria e Proteobacteria. Diversità]] in questo contesto si riferisce sia al numero di specie diverse (ricchezza) e loro relativa

Oltre l'intestino, i microbiome esistono sulla pelle, nella cavità orale, nei polmoni, e nel tratto urogenitale. Ogni sito ha una firma microbica distinta a forma di condizioni ambientali locali. Il microbiome della pelle, per esempio, include Staphylococcus], il sistema immunitario del batterio[FLT]

I componenti microbici come lipopolysaccharide (LPS), peptidoglycan e flagellin sono riconosciuti dai recettori di riconoscimento del modello (PRR) sulle cellule immunitarie, innescando risposte innate.

Meccanismi delle malattie autoimmuni: perdita di tolleranza e Cascate gonfiabili

Le malattie autoimmuni sono caratterizzate da una ripartizione dell'autotolleranza, che porta all'attivazione delle cellule T e B autoreattive. I trigger esatti sono spesso poco chiari ma si ritiene che coinvolgano una combinazione di suscettibilità genetica (ad esempio, alcune alleli HLA) e fattori ambientali. Il microbioma è sempre più riconosciuto come una importante variabile ambientale che può promuovere o proteggere contro l'autoimmunitaria.

In uno stato sano, il sistema immunitario mantiene la tolleranza attraverso diversi punti di controllo. La tolleranza centrale si verifica nel midollo timo e osseo, dove i linfociti auto-reattivi sono eliminati. I meccanismi di tolleranza periferica includono l'anergia, la cancellazione e la soppressione da parte di Tregs.

Le cascate infiammatorie nelle malattie autoimmuni spesso comportano le vie Th1, Th17 e Th2, a seconda della condizione. La diversità del microbiome ridotta è stata associata ad un'espansione dei batteri pro-infiammatori (ad esempio, alcune specie Prevotella in artrite reumatoide) e una perdita di specie antinfiammatorie (ad esempio, [Flox]

Come Microbiome Diversità influenza Rischio autoimmune: Meccanismi chiave

1. Integrità del barrier epiteliale

Il sistema epiteliale intestinale serve come barriera fisica e immunologica che impedisce la traslocazione microbica. Un microbioma diverso supporta la funzione di barriera promuovendo la produzione di muco, l'espressione di giunzione stretta e la secrezione di peptidi antimicrobici. SCFAs, in particolare il sistema di maia, il diabete rinforza la barriera epiteliale inducendo i geni di mucina e migliorando l'assemblaggio di giunzione stretto.

2. Istruzione immunitaria e induzione di Treg

Un microbioma di tre diversità presenta una vasta gamma di anticorpi e metaboliti che addestrano il sistema immunitario a distinguere se stessi. I batteri specifici guidano la differenziazione dei Tregs, che soppresso le cellule di T autoreattivi. Ad esempio, Bifidobacterium infantis] e

3. Mimetica molecolare e reattività trasversale

Alcune proteine microbiche condividono la sequenza o la somiglianza strutturale con gli auto-antigeni umani. Quando il sistema immunitario aumenta una risposta contro tali epitopi microbici, le cellule T o B reattive possono anche attaccare i tessuti ospiti. Ad esempio, in malattie cardiache reumatiche, gli anticorpi contro il gruppo A Streptococcus] M protein cross-react con il miosico cardiaco

4. Regolamento metabolita-mediato

Oltre agli SCFA, il microbioma produce una varietà di metaboliti che influenzano la funzione immunitaria. Gli acidi biliari secondari, per esempio, vengono convertiti dagli acidi biliari primari dai batteri intestinali e agiscono sui recettori nucleari come FXR e TGR5 per modulare l'infiammazione.

Prove da specifiche malattie autoimmuni

Artrite reumatoide (RA)

L'artrite reumatoide è una malattia cronica con un componente genetico noto (HLA-DRB1 epitopo comune), ma anche influenze ambientali significative.

Sclerosi Multipla (MS)

I pazienti con promorte di batteri sperimentali [FLT:] hanno dimostrato che i pazienti con virus hanno un'ampia gamma di metodi di analisi [FLT:]

Tipo 1 Diabete (T1D)

Il diabete di tipo 1 deriva dalla distruzione autoimmune delle cellule beta pancreatiche[6] ha evidenziato che un declino della diversità di microbiome intestinale precede la positività dell'autoanticorpo.

Malattia del pannolino infiammabile (IBD)

Mentre IBLT (la malattia di Crohn e la colite ulcerosa) è a volte classificata separatamente dalle malattie autoimmuni classiche, comporta l'infiammazione immuno-mediata del tratto gastrointestinale difficile ed è fortemente legata al microbiome disbiosis.

Fattori che guidano la perdita di diversità di microbiome e il rischio autoimmune

Uso antibiotico

Gli antibiotici ad ampio spettro possono ridurre la ricchezza delle specie entro il 30-50% nei giorni, e il recupero è spesso incompleto. Gli studi epidemiologici hanno ripetutamente collegato l'esposizione antibiotica nella prima infanzia - una finestra di sviluppo critico - ad un aumento del rischio di malattie autoimmuni come T1D, IBD, e l'idiopatica giovanile ha trovato l'artrite immunitaria.

Dieta occidentale

La dieta tipica occidentale, elevata nei cibi trasformati, i grassi saturi, gli zuccheri raffinati e bassi in fibra, è un driver ben documentato di perdita di diversità microbiologica. La fibra alimentare è il substrato primario per la fermentazione microbica, e la sua assenza affama batteri benefici, che portano ad un crollo nella diversità.

Sezione Cesarea e Formula Feeding

La diversità biologica dei batteri (in inglese) ha ridotto i rischi di insorgenza di batteri e di altri tipi di batteri (in inglese: LT, ndt) e di altri tipi di sostanze.

Altri fattori ambientali

Lo stress, la privazione del sonno e la mancanza di attività fisica sono state tutte dimostrate di alterare la composizione del microbiome verso uno stato meno diverso. Gli ormoni dello stress come la noradrenalina possono influenzare direttamente la crescita batterica, mentre lo stress cronico aumenta la permeabilità intestinale e l'infiammazione.

Strategie terapeutiche per ripristinare la diversità di microbiome

Interventi alimentari

Il metodo più accessibile ed efficace per aumentare la diversità di microbiome è attraverso la dieta. Le diete ricche di fibre, come la dieta mediterranea, la dieta DASH, o le diete tradizionali di tutto-alimento promuovono la crescita di batteri degradanti di polisaccaride e aumentano la produzione di yogurt SCFA.

Probiotici e Prebiotici

I probiotici sono dei batteri in tensione che hanno dimostrato di conferire un beneficio per la salute quando somministrato in quantità adeguate.

Trapianto di microbiota fecale (FMT)

FMT prevede il trasferimento di sgabelli da un donatore sano in un tratto gastrointestinale del destinatario per ripristinare un microbiome interrotto. E 'molto efficace per ricorrenti []C. difficile] infezione ed è in indagine per le malattie autoimmuni.

Prodotti bioterapeutici e microbi ingegnerizzati

I progressi nella scienza del microbiome hanno stimolato lo sviluppo di consorzi microbici definiti, noti come prodotti bioterapeutici dal vivo (LBPs) – progettati per ripristinare funzioni specifiche. Ad esempio, SER-287, un consorzio di Firmicutes spore-formanti, è stato testato in colite ulcerosa.

Stewards antibiotico

Ridurre uso antibiotico non necessario è una priorità di salute pubblica che protegge anche la diversità di microbiome. Nella pratica clinica, gli antibiotici devono essere prescritti solo quando chiaramente indicato, e gli agenti di ampio spettro dovrebbero essere evitati quando sono disponibili alternative di stretta spettro. Per i pazienti che richiedono antibiotici, l'uso concomitante di probiotici può aiutare a mitigare la perdita della diversità, anche se le prove sono miste.

Sfide e direzioni future

Mentre il legame tra la diversità del microbiome e il rischio di malattia autoimmune è convincente, rimangono diverse sfide. In primo luogo, la maggior parte degli studi umani sono trasversale, rendendo difficile determinare se la bassa diversità è una causa o una conseguenza della malattia.

La ricerca futura dovrebbe focalizzarsi sull'integrazione multi-omica, combinando metagenomica, metabolomica, proteomica e dati clinici per identificare le firme microbiche predittive. Le prove intervenzionali con un design rigoroso (radomizzato, controllato da placebo, accecato) sono essenziali per passare dalla correlazione alla causazione. Inoltre, la comprensione delle finestre di sviluppo quando la modulazione del microbiome è più efficace (la vita prima contro l'età adulta).

I progressi nella setttura e nei modelli di topo gnotobiotici consentiranno la dissezione meccanistica di specifici ceppi microbici e dei loro prodotti. Infine, i quadri etici e normativi devono evolversi per soddisfare l'uso di terapie microbiche vive nella gestione delle malattie autoimmuni.

Raccomandazioni pratiche per mantenere un microbiome sano

Sulla base delle prove attuali, gli individui possono prendere misure per sostenere la diversità del microbiome e potenzialmente ridurre il rischio autoimmune:

  • Mantenere una dieta ricca di fibre. Mirare per 30+ diversi alimenti vegetali a settimana, tra cui frutta, verdura, legumi, noci, semi e cereali integrali. Questa varietà fornisce diverse fibre che alimentano gruppi batterici distinti.
  • Incorporate alimenti fermentati. Yogurt, kefir, kimchi, sauerkraut, kombucha, e miso forniscono microbi vivi che possono colonizzare trasmiscamente la pancia e promuovere la diversità.
  • Limiti cibi trasformati e zuccheri aggiunti. Questi possono promuovere la crescita dei batteri pro-infiammatori a spese delle specie benefiche.
  • Avoid antibiotici inutili. Prendere antibiotici solo quando prescritto per le infezioni batteriche, e discutere con il vostro fornitore di assistenza sanitaria se un agente di controllo stretto è appropriato.
  • Probiotici di contatto con giudizio.[ I probiotici possono essere utili dopo l'uso di antibiotici o per condizioni specifiche, ma parlare con un medico prima di iniziare, soprattutto se si dispone di una malattia autoimmune o sono immunocompromessi.
  • Gestisci lo stress e prioritizza il sonno. Lo stress cronico e la privazione del sonno possono alterare il microbioma intestinale; pratiche come la meditazione, l'esercizio e i programmi di sonno coerenti possono aiutare.
  • Ricerca di supporto.] La partecipazione agli studi clinici e alla ricerca di microbiome può accelerare lo sviluppo di interventi basati su prove.

Conclusioni

L'immagine emergente della diversità microbiologica come un fattore determinante del rischio di malattia autoimmune rappresenta un cambiamento di paradigma nella nostra comprensione di queste condizioni complesse. Una comunità microbica ricca ed equilibrata sembra essere essenziale per l'addestramento del sistema immunitario per tollerare gli auto-antigeni pur mantenendo la capacità di combattere gli agenti patogeni.

Eccitando, questo campo apre nuove vie per la prevenzione e il trattamento. Modifiche alimentari, probiotici, prebiotici e interventi come il trapianto di microbiota feca o prodotti bioterapeutici vivi sono in corso di indagine per ripristinare la diversità e la funzione immunitaria di riequilibrio. Un approccio personalizzato che rappresenta la composizione del microbiome di un individuo, la genetica e lo stile di vita sarà probabilmente più efficace.

Per ulteriori informazioni, vedere il ]Nature Recensioni Gastroenterologia & Epatologia recensione sul ruolo del microbiota nella malattia infiammatoria intestinale, il Cell Host & Microbe articolo sulle firme microbiome nel diabete di tipo 1, e il