Identificazione dei composti prodotti dal microbiota intestinale attivamente coinvolti nella fisiopatologia del Disturbo dello Spettro Autistico
Identificazione dei composti prodotti dal microbiota intestinale attivamente coinvolti nella fisiopatologia del Disturbo dello Spettro Autistico
Coordinatore di progetto: Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
Ambiti di ricerca: Chimica, Biochimica e Botanica
Responsabile Scientifico: Francesco Capozzi
Durata: 28/09/2023 - 27/09/2025
Gruppo di ricerca: Francesco Capozzi, Elena Babini.
Il Disturbo dello Spettro Autistico (DSA) colpisce in Italia 1 bambino ogni 87-126 nati. Questa grave patologia origina da anomalie del neurosviluppo dovute, nella maggior parte dei casi, ad una vulnerabilità poligenica/oligogenica, su cui possono agire fattori ambientali soprattutto in epoca prenatale e postnatale precoce. Le anomalie comportamentali esordiscono generalmente intorno ai 18-24 mesi di vita. Ad oggi, la diagnosi di DSA si basa ancora sulla sola osservazione del bambino e non esistono biomarcatori a supporto della clinica dell’autismo: non possiamo prevedere se un bambino andrà incontro ad un DSA, se svilupperà un linguaggio espressivo o rimarrà non verbale, quale sarà il suo grado di risposta alle terapie riabilitative.
Questo progetto, innestandosi su una serie di precedenti progetti nazionali e internazionali, mira a identificare i metaboliti prodotti dal microbiota intestinale più fortemente associati al DSA, a definire i taxa batterici che correlano con la loro produzione. Da anni studiamo la metabolomica urinaria dei bambini con DSA, rispetto ai loro fratelli/sorelle non affetti e ai controlli normotipici. Abbiamo inoltre identificato un composto derivante soprattutto da batteri intestinali, il p-cresolo, significativamente più abbondante nelle urine di bambini autistici. Insieme al suo metabolita, il p-cresilsolfato, rappresenta una nota tossina uremica con spiccati effetti negativi centrali e periferici. Di recente abbiamo dimostrato che una singola somministrazione di p-cresolo nel topo BTBR, affidabile modello murino di DSA, è in grado sia di esacerbare i comportamenti simil-autistici, sia di indurre ansia ed iperattività, le due co-morbidità più frequenti nel DSA umano. Il presente progetto mira a consolidare ed estendere questi risultati, prevedendo: (1) il reclutamento e la caratterizzazione clinica di almeno 150 bambini con DSA di età 3-8 anni e 50 controlli normotipici appaiati per sesso ed età; (2) l’analisi del metaboloma urinario e fecale mediante cromatografia ad interazione idrofilica (HILIC)-UHPLC e spet-trometria di massa (MS); (3) in parallelo un’analisi del metaboloma urinario e fecale effettuata sugli stessi campioni mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR); (4) l’analisi metagenomica del microbiota intestinale mediante sequenziamento parziale del gene 16S rRNA e studi di correlazione fra composizione del microbiota, metaboliti e parametri clinici.
L’utilizzo in parallelo della MS e della NMR per analizzare gli stessi campioni massimizzerà l’affidabilità dei risultati di metabolomica urinaria e fecale. I dati ottenuti da questi studi consentiranno di strutturare interventi mirati e innovativi basati su “smart foods” contenenti prebiotici, in grado di ridurre la produzione e/o l’assorbimento intestinale dei metaboliti più patogeni, quantificandone poi l’efficacia sui sintomi autistici, nonché eventuali effetti sinergici con le terapie per il DSA già attualmente disponibili.