NapBiome: mirare al microbiota intestinale e al ritmo del sonno per migliorare i risultati comportamentali e di sviluppo nella prima infanzia (NapBiome)

L’asse intestino-cervello svolge un ruolo cruciale nella regolazione e nello sviluppo dei processi psicologici e fisici. Il primo anno di vita è un periodo critico per lo sviluppo del microbioma intestinale, che corrisponde a importanti traguardi nello stabilire il ritmo del sonno e nello sviluppo neurologico. Prove crescenti suggeriscono che il microbioma intestinale influenza il sonno, la cognizione e il primo sviluppo neurologico. Per i neonati a termine e prematuri, le difficoltà nella regolazione del sonno possono avere gravi conseguenze sulla salute dei neonati, sull'attaccamento tra i neonati e le persone che si prendono cura di loro e possono persino portare a conseguenze potenzialmente letali come la sindrome del bambino scosso. I neonati pretermine corrono un rischio ancora più elevato di problemi di sonno e di sviluppo neurologico. Sebbene l’assistenza neonatale sia migliorata negli ultimi decenni, i tassi di natalità pretermine continuano ad aumentare e portano a un’ampia gamma di disabilità dello sviluppo neurologico che non sono affrontate dalle attuali terapie. Data l’importanza del sonno e del microbioma intestinale per la maturazione cerebrale, lo sviluppo neurologico e il comportamento, l’identificazione di interventi efficaci sull’asse intestino-cervello all’inizio della vita potrebbe avere implicazioni a lungo termine per la salute e lo sviluppo dei neonati a rischio.

Gli obiettivi di questo progetto sono: I) dimostrare l'associazione tra microbioma intestinale, modelli di sonno e risultati sulla salute nei bambini fino a due anni di età; e II) sfruttare le interazioni microbioma intestinale-cervello-sonno per sviluppare nuove strategie di intervento per i neonati a rischio. I ricercatori ipotizzano che la creazione di un microbioma intestinale sano durante i primi anni di vita sia cruciale per i risultati sulla salute del bambino sia a breve che a lungo termine, poiché la disbiosi può danneggiare la regolazione del sonno, la maturazione del cervello e lo sviluppo neurocomportamentale. I ricercatori prevedono che la somministrazione di simbiotici migliora la costituzione del microbiota, il ritmo del sonno e gli esiti dello sviluppo neurologico.

Questo progetto integra uno studio randomizzato e controllato (RCT), ex vivo e esperimenti in silico con I) piattaforme tecnologiche chiave per la modellazione computazionale per catturare le norme ontogeniche del microbiota intestinale; II) quantificazione neuronale e attimetrica degli aspetti multidimensionali del sonno infantile; III) metabolomica del respiro (esalamica) del metabolismo dell'ospite e del microbioma; e IV) modelli ex vivo ad alto rendimento per studiare le interazioni ospite-microbioma. I risultati includono I) una comprensione della composizione del microbioma normativa in base all'età, della sua variazione (circadiana, interindividuale) e dei fattori che influenzano la plasticità del microbioma durante l'infanzia; II) conoscenza pratica delle specie microbiche e del metabolismo che possono essere mirate per modificare la regolazione del sonno e migliorare i risultati dello sviluppo neurologico, soprattutto nei neonati a rischio (ad esempio, nati pretermine); III) biomarcatori microbici e metabolici con potenziale diagnostico per successivi problemi regolatori e comportamentali; e IV) una "cassetta di strumenti" analitica open source per la multi-omica microbica che può essere immediatamente applicata in altre aree della ricerca sul microbioma-ospite. Per raggiungere questi obiettivi, la nostra strategia combina molteplici discipline concentrandosi sui fattori che esercitano la maggiore influenza sulla salute durante l’infanzia: il microbioma intestinale, la regolazione del sonno e lo sviluppo neurologico.

L’impatto di questo progetto è sostanziale e rilevante a livello globale, poiché avanza possibili opzioni terapeutiche per supportare la salute dello sviluppo neurologico nei neonati pretermine e nati a termine, esplora nuovi approcci traslazionali per affrontare le difficoltà normative e fornisce informazioni chiave per simbiotici profilattici su misura e possibili sviluppi dei "post-biotici". Inoltre, lo studio supporta l’indagine sui biomarcatori per il neurosviluppo e promuove la prevenzione precoce delle malattie mentali e dello sviluppo.