Meccanismi dei probiotici e diarrea associata agli antibiotici (OURBIOTIC)

I probiotici sono microrganismi vivi che, se somministrati in quantità adeguate, conferiscono un beneficio alla salute dell'ospite. Una delle indicazioni più comuni per il trattamento probiotico è la prevenzione della diarrea associata agli antibiotici (AAD). Sfortunatamente, l'efficacia di molti prodotti probiotici utilizzati per l'AAD non è supportata da rigorose ricerche indipendenti e l'uso clinico non basato sull'evidenza è comune. I dati di diversi studi sono coerenti con l'idea che l'interruzione dei batteri commensali indotta da antibiotici nel colon si traduca in una significativa riduzione della produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) e una concomitante riduzione dell'assorbimento di liquidi Na-dipendente con conseguente AAD. Il ceppo probiotico oggetto di studio, Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 (BB-12), ha dimostrato di migliorare una varietà di stati patologici gastrointestinali ed è noto che produce acetato a concentrazioni fino a 50 mM in vitro. Pertanto, i ricercatori ipotizzano che la somministrazione di BB-12 contemporaneamente al consumo di antibiotici proteggerà dallo sviluppo di AAD attraverso la sua capacità di generare direttamente acetato e aumenterà anche altri SCFA attraverso l'alimentazione incrociata di alcuni batteri nel phylum Firmicutes come Clostridium, Eubacterium e Roseburia, che utilizzano l'acetato per produrre butirrato.

L'obiettivo principale è determinare la capacità di BB-12 di influire sulla riduzione indotta da antibiotici di SCFA come riflesso dai livelli di acetato, il più abbondante SCFA del colon primario, e valutare gli intervalli temporali della somministrazione di probiotici. L'ipotesi principale è che gli antibiotici provochino una riduzione degli SCFA fecali, ma l'integrazione di BB-12 proteggerà dalla riduzione degli SCFA indotta dagli antibiotici e/o sarà associata a un ritorno più rapido ai livelli basali di SCFA rispetto ai controlli. Gli antibiotici provocano anche una diminuzione della conta microbica totale e della diversità nel microbiota intestinale, interrompendo l'omeostasi dell'ecosistema intestinale e consentendo la colonizzazione da parte dei patogeni. Ipotizziamo che la somministrazione concomitante del probiotico e dell'antibiotico non sia necessaria per l'impatto del probiotico sugli SCFA.

L'obiettivo secondario sarà quello di determinare la capacità di BB-12 di influenzare l'interruzione del microbiota intestinale indotta da antibiotici con la profilazione dell'acido ribonucleico ribosomiale (rRNA) 16S e valutare gli intervalli temporali della somministrazione di probiotici. L'ipotesi secondaria è che gli antibiotici comporteranno una diminuzione del numero complessivo e della diversità delle specie batteriche presenti nel microbiota fecale, e un'ulteriore integrazione di BB-12 proteggerà dai cambiamenti indotti dagli antibiotici nel microbiota e/o sarà associata a un ritorno più rapido a una composizione del microbiota di base rispetto ai controlli. Ipotizziamo che la somministrazione concomitante del probiotico e dell'antibiotico non sia necessaria per l'effetto del probiotico sulla composizione del microbiota intestinale.

L'obiettivo terziario è quello di caratterizzare longitudinalmente il microbiota intestinale con metatrascrittomica ad alto rendimento al fine di generare informazioni complementari sull'impatto degli antibiotici più e meno BB-12 sulla funzione complessiva del microbioma. Ipotizziamo che l'acetato prodotto da BB-12 in situ incroci i produttori di butirrato nel phylum Firmicutes con conseguente up-regolazione delle vie biosintetiche del butirrato.

L'obiettivo a lungo termine è determinare l'impatto di BB-12 su una varietà di stati ed età di malattie gastrointestinali, attraverso una ricerca indipendente di alto livello. Questa delucidazione del meccanismo è importante per dirigere la futura ricerca traslazionale ed efficace.