La maturazione ritardata del microbiota intestinale nel primo anno di vita è un segno distintivo della malattia allergica pediatrica

Nature Communications volume 14, numero articolo: 4785 (2023) Citare questo articolo

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Le malattie allergiche colpiscono milioni di persone in tutto il mondo. Un aumento della loro prevalenza è stato associato ad alterazioni del microbioma intestinale, cioè dei microrganismi e dei loro geni all'interno del tratto gastrointestinale. La maturazione del sistema immunitario infantile e del microbiota intestinale avviene in parallelo; quindi, la conformazione del microbioma può determinare se nel bambino si verifica una programmazione immunitaria tollerante. Qui mostriamo, utilizzando partecipanti fenotipizzati profondamente nella coorte di nascita CHILD (n = 1115), che ci sono influenze nei primi anni di vita e caratteristiche del microbioma che sono uniformemente associate a quattro distinte diagnosi allergiche a 5 anni: dermatite atopica (AD, n = 367 ), asma (As, n = 165), allergia alimentare (FA, n = 136) e rinite allergica (AR, n = 187). In un sottogruppo con profilazione metagenomica e metabolomica shotgun (n = 589), scopriamo che la ridotta maturazione del microbiota a 1 anno può essere universale per le allergie pediatriche (AD p = 0,000014; As p = 0,0073; FA p = 0,00083; e AR p = 0,0021). Estendendo questo, troviamo che un insieme fondamentale di squilibri funzionali e metabolici caratterizzati da integrità della mucosa compromessa, elevata attività ossidativa, diminuzione della fermentazione secondaria ed elevati livelli di ammine in traccia, sono un mediatore significativo tra la maturazione del microbiota all’età di 1 anno e le diagnosi allergiche all’età di 5 anni. anni (βindiretto = −2,28; p = 0,0020). La maturazione del microbiota fornisce quindi un punto focale per identificare le deviazioni dallo sviluppo normativo per prevedere e prevenire le malattie allergiche.

Le malattie allergiche colpiscono centinaia di milioni di bambini in tutto il mondo e la loro prevalenza continua ad aumentare1,2,3,4. Questi tassi di aumento hanno coinciso con cambiamenti sociali e ambientali che hanno avuto un impatto intergenerazionale sui microbi colonizzatori stabili e sui loro geni collettivi che compongono rispettivamente il nostro microbiota e microbioma5,6.

Stabilito durante l’infanzia, l’espansione e la fluttuazione iniziali del microbiota nascente sono particolarmente sensibili alle influenze esterne prima di raggiungere una comunità più stabile. Infatti, molti fattori di rischio per le malattie allergiche, tra cui la modalità di parto, la dieta, la vita urbana e l’esposizione agli antibiotici, influenzano anche l’appartenenza e la struttura precoce del microbiota7,8,9,10. Sebbene questo processo di maturazione coincida solitamente con lo sviluppo di una sana tolleranza immunitaria, in alcuni bambini può emergere una sensibilizzazione allergica durante lo stesso periodo in cui si forma il microbiota4,11. Considerando la relazione tra fattori di rischio esterni, maturazione del microbioma infantile e sviluppo immunitario pediatrico, interrogare il microbioma nei primi anni di vita ha il potenziale per potenziare strategie predittive e terapeutiche progettate per prevenire lo sviluppo di malattie allergiche.

Sebbene siano spesso studiati isolatamente come diagnosi cliniche distinte e organo-specifiche, asma, rinite allergica (o febbre da fieno), allergia alimentare e dermatite atopica (o eczema) possono condividere molti meccanismi eziologici comuni caratterizzati da risposte infiammatorie aberranti di tipo 2 e IgE11,12,13,14,15 elevati. A sostegno delle loro origini biologiche condivise, è stata osservata una serie prevedibile di insorgenza di questi disturbi nei bambini piccoli, descritti collettivamente come la marcia allergica11,15. Alla luce di queste prove, è difficile distinguere le basi ambientali e biologiche delle singole malattie allergiche, e un approccio collettivo che indaghi parallelamente tutti e quattro questi comuni disturbi allergici pediatrici è di crescente rilevanza. Precedenti studi che hanno esaminato più malattie hanno notato associazioni comuni di microbiomi in individui con diagnosi di malattie allergiche individuali distinte16,17. Questi studi hanno creato un forte precedente per identificare caratteristiche microbiche significative condivise in individui attualmente affetti da malattie. Ad oggi, pochi studi hanno esaminato le associazioni microbiche infantili con esiti multipli e distinti di malattie allergiche e la maggior parte non aveva la potenza del disegno prospettico longitudinale della coorte CHILD18.