Il microbioma intestinale nella diverticolite e nella diverticolosi

La diverticolosi colpisce il 60% delle persone di età superiore ai 60 anni e circa il 10-25% degli individui presenterà sintomi, che vanno dalla diverticolite acuta che richiede un intervento urgente alla malattia diverticolare sintomatica con dolore addominale inferiore persistente e abitudini intestinali alterate. Fino al 5% dei pazienti con diverticolite acuta morirà durante il ricovero in ospedale. Nonostante la prevalenza e la gravità delle sue manifestazioni, permangono interrogativi fondamentali sulla natura della diverticolite e della diverticolosi.

Il colon umano contiene 100 trilioni di batteri, tra cui centinaia di specie e 10 volte più geni del genoma umano. Mentre le alterazioni del microbioma sono state implicate in stati patologici come la sindrome dell'intestino irritabile (IBS) o la malattia infiammatoria intestinale (IBD), il microbioma non è stato adeguatamente descritto in relazione ai diverticoli del colon. Poiché il King's College Hospital ha l'unica clinica dedicata alla malattia diverticolare conosciuta, abbiamo una popolazione di pazienti straordinariamente ampia in cui conoscere questa condizione.

Quando i diverticoli del colon si infiammano o si perforano, i pazienti presentano diverticolite. I fattori scatenanti per gli episodi di diverticolite acuta non sono ben caratterizzati, ma includono l'età, i fattori dello stile di vita e alcuni farmaci. I medici non hanno modo di prevedere quali pazienti contrarranno la diverticolite, né quanto grave sarà la sua presentazione. In alcuni casi di diverticolite pericolonica (nota come Hinchey I), l'infiammazione può risolversi anche senza antibiotici, mentre in altri casi, la diverticolite perforata includerà la peritonite feculenta (Hinchey IV) e richiederà la resezione del colon emergente. La diverticolite può essere causata da alterazioni nel microbioma, ma questo non è stato sufficientemente affrontato.

La maggior parte dei pazienti con diverticolosi asintomatica, cioè con presenza di diverticoli del colon in assenza di sintomi, non sperimenterà mai un episodio di diverticolite. Vi sono state, tuttavia, alcune prove limitate che il microbioma nella diverticolosi è alterato e simile a quello della diverticolite acuta. Se è così, allora prevedere quali pazienti svilupperanno diverticolite acuta rimarrà impossibile. Significa anche che la ricerca che non ha valutato o controllato la presenza di diverticoli nelle popolazioni di pazienti dovrà essere rivista.

Attualmente, i medici non hanno alcuna base per prevedere (1) quali pazienti svilupperanno diverticolite acuta grave che richiederà un intervento chirurgico o (2) quali pazienti svilupperanno diverticolite acuta che si risolverà con antibiotici. Riteniamo che ulteriori approfondimenti sul microbioma intestinale consentiranno una migliore diagnostica e trattamenti in futuro.

Ci sono stati pochi studi limitati sul microbioma nella diverticolite, ma non sul pirosequenziamento completo. Questo perché i costi della ricerca sono diminuiti di 5 ordini di grandezza nell'ultimo decennio, mentre la capacità di calcolo è aumentata. Gli studi hanno esaminato i singoli ceppi di batteri all'interno di campioni di feci o mucose, il che non è sufficiente per comprendere il complesso microbioma.

Poiché il microbioma intestinale non è stato studiato a fondo nella malattia diverticolare, questo è uno studio esplorativo. Tuttavia, desideriamo testare l'ipotesi che i pazienti con diverticolosi asintomatica abbiano un microbioma più simile ai pazienti con diverticolite acuta, rispetto a quello dei controlli normali.

14. Metodologia: King's College Hospital, un ospedale di riferimento terziario nel sud di Londra. King's è un centro di riferimento per l'elaborazione di due settimane di attesa per le valutazioni del cancro del colon-retto (2ww), con 900 nuovi pazienti valutati all'anno. Inoltre, il Pronto Soccorso del King's ammette fino a 250 pazienti all'anno con diverticolite acuta.

Pazienti: verranno reclutati 4 set di pazienti. Saranno reclutati 25 pazienti per gruppo:

Gruppi A e B. I pazienti con diverticolite acuta saranno reclutati dal dipartimento A&E di King's, prima dell'inizio degli antibiotici. I tamponi rettali saranno ottenuti da pazienti con una lamentela principale di dolore addominale acuto al momento della valutazione iniziale, prima degli antibiotici iniziali. Tutti i campioni saranno inizialmente congelati, ma verranno analizzati solo i campioni di pazienti con diagnosi ammissibile di diverticolite acuta e imaging del colon (imaging TC o visualizzazione in chirurgia). I pazienti con diverticolite acuta saranno valutati in 2 gruppi, quei pazienti con diverticolite perforata (cioè Hinchey III o IV) e quei pazienti con diverticolite non perforata (Hinchey I o II).

Gruppo C. I pazienti con diverticolosi asintomatica verranno reclutati dal percorso del cancro del colon-retto di 2 settimane di attesa (2ww). I pazienti che presentano un disturbo principale di sanguinamento rettale recente, senza altri disturbi, saranno reclutati prima dell'imaging diagnostico, mediante TC, colonografia TC o endoscopia. Forniranno un campione di feci o un tampone rettale prima della pulizia dell'intestino, se necessario per la loro valutazione, in quanto ciò potrebbe alterare il microbioma. Saranno analizzati quei campioni di pazienti con diverticolosi (e/o emorroidi, come l'altra causa più comune di sanguinamento PR recente).

Gruppo D. I pazienti con o senza emorroidi e nessun'altra patologia del colon saranno reclutati dal percorso del cancro colorettale 2ww. Questi saranno i controlli normali. I pazienti che presentano un reclamo principale di sanguinamento PR fresco, senza altri reclami, saranno reclutati prima dell'imaging diagnostico, mediante TC, colonografia TC o endoscopia. Forniranno un campione di feci o un tampone rettale prima della pulizia dell'intestino, se necessario per la loro valutazione, in quanto ciò potrebbe alterare il microbioma. Saranno analizzati quei campioni di pazienti con diverticolosi (e/o emorroidi, come l'altra causa più comune di sanguinamento PR recente).

Analisi delle feci: i campioni di feci saranno analizzati per la composizione del microbioma fecale mediante pirosequenziamento del gene dell'RNA ribosomiale 16S, attraverso un accordo di cooperazione con il laboratorio Bruce del King's College di Londra.

In breve, il sequenziamento dell'rRNA 16S mirato al gene esamina un componente strutturale del ribosoma batterico attraverso primer mirati. Le porzioni costanti dell'RNA ribosomiale vengono amplificate, il che consente l'identificazione delle porzioni variabili. Le sequenze vengono quindi raggruppate in OTU, unità tassonomiche operative e possono essere assegnate a lignaggi dal genere fino ai phyla.

Analisi statistiche pianificate: la composizione del microbioma sarà valutata in diversi modi. Verrà misurata la diversità alfa, che è una misura della diversità media all'interno di un campione. Verranno effettuate valutazioni multiple della diversità alfa, inclusa la stima della ricchezza di Chaol, la ricchezza di OTU e l'indice di Shannon. È stato dimostrato che la diversità alfa è ridotta nei pazienti con IBD attiva rispetto ai pazienti con malattia quiescente, ma non è stata descritta nella malattia diverticolare. La diversità beta è un confronto della diversità tra campioni (ovvero, la separazione della struttura filogenetica delle OTU in un campione rispetto a tutti gli altri campioni) sarà calcolata attraverso le distanze Unifrac.

Calcolo della potenza: gli studi metabonomici del microbioma intestinale in questo momento sono necessariamente esplorativi. Pertanto, i calcoli di potenza non sono stati eseguiti sul campo. Tuttavia, in questo caso, l'analisi di 25 campioni per gruppo dovrebbe essere sufficiente per discriminare tra i gruppi e valutarne la diversità.

Infrastruttura esistente: tutte le infrastrutture necessarie sono attualmente in atto. Il team di studio (il professor Bjarnason e il signor Papagrigoriadis) attualmente gestisce le cliniche della seconda guerra mondiale, oltre a occuparsi dei ricoveri per acuti in pronto soccorso al King's College Hospital. È in vigore un accordo di trasferimento di materiali con il laboratorio Bruce del King's College di Londra per il trasferimento di altri campioni fecali e dovrebbe solo essere modificato.