Microbiota e fragilità ossea: studio della relazione tra microbiota intestinale e microarchitettura ossea (MICROBONE)

L'osteoporosi postmenopausale è un grave problema di salute pubblica nei paesi sviluppati. Nonostante i progressi, la conoscenza dei suoi meccanismi fisiopatologici e l'identificazione delle donne ad alto rischio di frattura nella pratica clinica non sono soddisfacenti. Il microbiota intestinale è costituito da trilioni di batteri commensali che svolgono un ruolo importante nella regolazione del metabolismo del loro ospite umano. Alcune condizioni (diabete mellito, obesità, cirrosi epatica, malattia infiammatoria intestinale, malattia renale allo stadio terminale, depressione, alcolismo eccessivo, fumo intenso) sono associate a variazioni nella diversità del microbiota intestinale e a un rischio più elevato di fratture. I batteri intestinali sintetizzano o influenzano la sintesi di fattori che modulano il metabolismo osseo, ad es. lipopolisaccaride (presente nella parete dei batteri Gram-negativi), citochine infiammatorie (sintetizzate nel tessuto linfoide associato all'intestino), serotonina (sintetizzata nell'epitelio del colon), acidi grassi a catena corta, estrogeni (deconiugazione di solfati e glucuronidi). I dati sull'associazione tra microbiota intestinale e metabolismo osseo sono stati ottenuti principalmente in studi sperimentali su animali. I dati clinici sono limitati. I dati sul possibile ruolo del microbiota intestinale nella fisiopatologia dell'osteoporosi postmenopausale sono scarsi.

I ricercatori effettueranno un confronto trasversale della composizione del microbiota intestinale in quattro gruppi di donne di età pari o superiore a 60 anni reclutate sulla base della densità minerale ossea (BMD) e della storia personale di fratture da fragilità. Le analisi statistiche primarie saranno focalizzate sul confronto della diversità del microbiota intestinale in base alla BMD (nelle donne con lo stesso stato di frattura) e in base allo stato della frattura (nelle donne con BMD simile). I ricercatori analizzeranno le interazioni della diversità del microbiota intestinale, la sua attività metabolica e altri fattori metabolici da un lato, con lo stato osseo dall'altro. I ricercatori studieranno l'associazione della composizione del microbiota intestinale con il tasso di ricambio osseo, la densità minerale ossea, la microarchitettura ossea, la forza ossea stimata mediante analisi degli elementi microfiniti (micro-FEA) e con le prestazioni fisiche, la massa muscolare e la forza. I ricercatori valuteranno l'impatto dei microRNA che modulano l'espressione delle citochine infiammatorie sui livelli sierici di queste citochine in base al modello della diversità del microbiota intestinale e alle loro associazioni con le caratteristiche dello stato osseo (ad es. microarchitettura ossea). I ricercatori analizzeranno l'associazione tra serotonina sierica, abbondanza di batteri intestinali che stimolano la sintesi di serotonina (alcune specie di Clostridia) nel colon e le caratteristiche dello stato osseo.

Questo studio fornirà nuovi dati sull'importanza del microbiota intestinale per il rischio di fratture nelle donne anziane. Il limite principale di questo studio è il suo disegno trasversale, ma questo è il primo studio clinico che esplora questo argomento. Aiuterà a identificare le principali vie metaboliche alla base delle associazioni osservate. Questi dati stimoleranno studi sperimentali per chiarire i meccanismi biologici alla base di queste associazioni. i risultati forniranno indicazioni per futuri studi clinici e sperimentali. A lungo termine, i risultati porteranno a studi futuri che consentiranno di sviluppare nuovi marcatori biologici del rischio di fratture nelle donne anziane e nuovi farmaci anti-osteoporosi.