GEMMA CONFERENZE

Il coinvolgimento dell'asse microbiota-intestino-cervello è stato recentemente preso in considerazione nello studio della fisiopatologia dei disturbi dello spettro autistico (DSA). Studi preclinici hanno dimostrato che interventi sul microbiota intestinale, come trattamenti probiotici o trapianti di microbiota, possono modulare il comportamento in modelli animali di ASD. Il topo germ-free è un potenziale modello, in quanto mostra compromissioni del comportamento sociale e un aumento dei comportamenti ripetitivi rispetto ai topi convenzionali. Pertanto, il nostro progetto mirava a testare l'effetto del trapianto fecale di bambini con ASD sul comportamento e su diversi marcatori biologici in topi germ-free. Abbiamo ipotizzato che i fenotipi comportamentali compromessi nei topi privi di germi non sarebbero migliorati, o addirittura peggiorati, dal microbiota fecale dei bambini con ASD, con o senza sintomi gastrointestinali (GI) come comorbilità (due distinti gruppi "ASD") rispetto ai topi che ricevevano il microbiota dai loro fratelli neurotipici (due distinti gruppi "Fratelli"). Abbiamo scelto di condurre lo stesso esperimento su due ceppi di topi: BALB/c e C57BL/6, poiché mostrano livelli di emotività distinti e abbiamo analizzato i comportamenti correlati ai disturbi dello spettro autistico (ASD) negli animali trapiantati (ad esempio, comportamento sociale, comportamento ripetitivo, ansia e cognizione (memoria spaziale). Inoltre, stiamo analizzando la composizione del microbiota e l'attività di fermentazione, nonché i marcatori di infiammazione, permeabilità e sistema serotoninergico. Il trapianto di microbiota fecale di bambini con ASD in entrambi i ceppi di topi non è stato accompagnato da cambiamenti comportamentali, ad eccezione di alterazioni nella memoria spaziale in C57BL/6. Ciononostante, la composizione del microbiota impiantato nei nostri quattro gruppi di topi BALB/c era distinta tra i gruppi, sia in termini di diversità che di composizione, con differenze fino al livello di phylum. Inoltre, anche il profilo degli acidi grassi a catena corta differiva tra i gruppi, indicando una differenza nell'attività di fermentazione del microbiota. Le differenze nel microbiota sono accompagnate da una riduzione del numero di neuroni serotoninergici nei nuclei del rafe e delle cellule serotoninergiche positive nell'ileo in entrambi i gruppi "ASD" rispetto ai rispettivi gruppi "Siblings". Per i topi C57BL/6, queste analisi sono attualmente in corso. Questi risultati preliminari mostrano che il microbiota dei bambini con ASD può causare alcune differenze comportamentali e biochimiche nei topi riceventi privi di germi. La fase attuale del nostro studio è quella di completare tutte le analisi in corso e determinare se esistano correlazioni tra tali differenze e la composizione e l'attività microbica del microbiota trasferito.

Transplantation of fecal microbiota from children with ASD into both strains of mice was not accompanied by behavioral changes, with the exception of alterations in spatial memory in C57BL/6. Despite this, the composition of the microbiota that implanted into our four groups of BALB/c mice was distinct between groups, both in diversity and composition, with differences up to the Phylum level. Plus, short chain fatty acid profile also differed between groups indicating a difference of fermentation activity of the microbiota. The differences in the microbiota are accompanied by a reduction of the number of serotoninergic neurons in the raphe nuclei and of serotonin positive cells in the ileum in both “ASD” groups compared to their respective “Siblings” groups.  For C57BL/6 mice, these analyses are currently ongoing.

These preliminary results show that the microbiota of children with ASD, can cause some behavioral and biochemical differences in germ-free recipient mice. The current stage of our study is to complete all ongoing analyses and determine whether correlations exist between those differences and the microbial composition and activity of the transferred microbiota.