Gli scienziati hanno scoperto una sorprendente connessione tra la programmazione biologica iniziale di un neonato, il microbiota intestinale, e il successivo sviluppo cerebrale. I risultati, pubblicati su Cell Press Blue , suggeriscono che i cambiamenti epigenetici presenti alla nascita possono influenzare lo sviluppo dei batteri intestinali durante l’infanzia. Lo studio ha inoltre riscontrato correlazioni tra specifici modelli epigenetici, determinati microbi intestinali e segni di disturbo dello spettro autistico (ASD) e disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD) entro i tre anni di età.
“Alcuni batteri sembrano offrire protezione, il che è entusiasmante perché suggerisce che in futuro potrebbero esserci modi per supportare lo sviluppo di un bambino attraverso la dieta o i probiotici”, afferma l’autore senior e gastroenterologo Francis Ka Leung Chan dell’Università cinese di Hong Kong.
Come la biologia precoce influenza lo sviluppo
I primi anni di vita rappresentano un periodo critico sia per lo sviluppo cerebrale che per la maturazione del sistema immunitario. Precedenti ricerche hanno dimostrato che l’epigenetica e il microbiota intestinale possono influenzare la salute a lungo termine, ma gli scienziati avevano una comprensione limitata di come questi due sistemi interagissero durante la prima infanzia.
“Volevamo capire come l’epigenoma e il microbioma interagiscono nella prima infanzia e se questa interazione potesse influenzare il rischio di sviluppare disturbi dello sviluppo neurologico come l’autismo e il disturbo da deficit di attenzione e iperattività”, afferma Hein Min Tun, coautore senior e ricercatore di salute pubblica presso l’Università Cinese di Hong Kong. “Abbiamo scoperto una sorta di dialogo in atto: la configurazione epigenetica di un bambino alla nascita può influenzare il suo rischio di disturbi dello sviluppo neurologico, ma la presenza di alcuni batteri ‘buoni’ nel suo intestino può intervenire e modificare tale rischio.”
Per condurre l’indagine, il team di ricerca ha analizzato i modelli di metilazione del DNA, una forma comune di modificazione epigenetica, nel sangue del cordone ombelicale di 571 neonati. Questi dati sono stati combinati con campioni di microbiota intestinale raccolti da 969 neonati a 2, 6 e 12 mesi di età, insieme a campioni di microbiota dei genitori dei neonati durante il terzo trimestre di gravidanza.
Quando i bambini hanno raggiunto i 36 mesi di età, i ricercatori hanno valutato il loro sviluppo neurologico utilizzando un questionario comportamentale e hanno cercato correlazioni tra gli esiti dello sviluppo, i microbi intestinali e i modelli epigenetici.
Fattori che influenzano il microbioma infantile
I ricercatori hanno scoperto che diversi fattori erano associati a modelli epigenetici alla nascita, tra cui la modalità del parto, la durata della gravidanza, la presenza di fratelli maggiori e le allergie materne. È interessante notare che il microbiota intestinale dei genitori non sembrava influenzare questi cambiamenti epigenetici legati alla nascita.
Lo sviluppo del microbioma infantile è legato a una serie di fattori differenti. Modalità del parto, esposizione agli antibiotici, presenza di fratelli maggiori e allattamento al seno hanno tutti contribuito a plasmare la comunità di microbi che si sviluppa durante il primo anno di vita.
I neonati nati con parto cesareo hanno mostrato specifici modelli di metilazione del DNA in diversi geni coinvolti nella funzione immunitaria e nello sviluppo cerebrale.
Un legame tra regolazione genica e batteri intestinali
Lo studio ha inoltre rivelato che i modelli epigenetici presenti alla nascita influenzano l’evoluzione del microbiota intestinale durante l’infanzia.
I neonati che presentavano livelli più elevati di metilazione del DNA in alcuni geni correlati al sistema immunitario tendevano a sviluppare un microbioma intestinale meno diversificato entro i 12 mesi di età. Questi geni sono coinvolti nel riconoscimento e nella risposta dell’organismo agli agenti patogeni.
I risultati suggeriscono che i segnali biologici presenti alla nascita potrebbero contribuire a guidare lo sviluppo della comunità microbica intestinale durante il primo anno di vita del bambino.
Microrganismi intestinali e rischio neuroevolutivo
Quando i ricercatori hanno esaminato i risultati comportamentali all’età di tre anni, hanno scoperto che i segni di ASD e ADHD erano associati a specifiche combinazioni di marcatori epigenetici e microbi intestinali.
Tuttavia, i risultati hanno anche evidenziato un potenziale ruolo protettivo per alcuni batteri. I bambini che presentavano pattern epigenetici associati all’autismo avevano meno probabilità di manifestare i sintomi della condizione se contraevano Lachnospira pectinoschiza durante l’infanzia. Analogamente, i bambini con pattern epigenetici associati al disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) sembravano meno propensi a manifestare i sintomi del disturbo se contraevano Parabacteroides distasonis durante il primo anno di vita.
“Le basi per la salute del cervello si pongono molto presto, persino prima della nascita”, afferma Tun. “Tuttavia, non vogliamo che si pensi che questo significhi che il percorso di sviluppo di un bambino sia predeterminato alla nascita. Si tratta di condizioni complesse con molteplici cause, e noi abbiamo scoperto solo un piccolo tassello di un puzzle molto più grande.”
Possibilità future per i probiotici e la salute del cervello
I ricercatori continuano a monitorare i bambini partecipanti per comprendere meglio come i modelli epigenetici precoci e lo sviluppo del microbioma influenzino la salute in età successiva. Sottolineano che saranno necessari studi di laboratorio per confermare le relazioni osservate tra i batteri intestinali e lo sviluppo neurologico.
“L’obiettivo finale è sviluppare interventi precoci sicuri e non invasivi, come probiotici specifici o bioterapie vive, che possano contribuire a promuovere un microbioma intestinale sano e potenzialmente ridurre il rischio di problemi neuroevolutivi”, afferma la prima autrice e gastroenterologa Siew Chien Ng dell’Università cinese di Hong Kong.
Lo studio è stato finanziato da InnoHK, dal governo di Hong Kong, dalla Fondazione DH Chen e dalla New Cornerstone Science Foundation.
Riepilogo
La regolazione epigenetica e la maturazione del microbioma sono sensibili ai segnali perinatali. Abbiamo studiato le alterazioni precoci dell’epigenoma dell’ospite e della colonizzazione microbica in relazione ai disturbi dello sviluppo neurologico. In una coorte di nascita longitudinale, abbiamo analizzato 571 metilomi del sangue del cordone ombelicale e 5.328 metagenomi intestinali di neonati e dei loro genitori in 969 famiglie per svelare le interazioni microbioma-epigenoma nei percorsi neuroimmunitari. Abbiamo scoperto che il parto cesareo era associato a una metilazione differenziale dei geni coinvolti nelle risposte immunitarie e nello sviluppo neurale. Ha anche ridotto la trasmissione verticale del microbioma materno, parzialmente compensata dal microbioma paterno. I bambini con geni ipermetilati coinvolti nei percorsi neurogenici e di neurotrasmissione nel sangue del cordone ombelicale hanno mostrato punteggi più elevati per il disturbo dello spettro autistico (ASD) e il disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD) all’età di 3 anni. Tuttavia, questi effetti epigenetici sono stati attenuati dalla colonizzazione precoce di Lachnospira pectinoschiza nell’ASD e Parabacteroides distasonis nell’ADHD. Questi risultati evidenziano la regolazione epigenetica precoce e i meccanismi dipendenti dal microbioma nelle origini dello sviluppo dei disturbi del neurosviluppo.
Materiale fornito da Cell Press . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Siew Chien Ng, Ye Peng, Lin Zhang, Shilin Zhao, Oscar Wong, Xin Liu, Hang Li, Jie Zhu, Yingzhi Liu, Qi Su, Wing Hung Tam, Tak Yeung Leung, Sandra Chan, Patrick Leung, Jessica Yuet-Ling Ching, Pui-Kuan Cheong, Long Ip, Amy Mei Kam Chang, Xi Zhang, Xueqi Wu, Yuzhou Chen, Shuai Yan, Whitney Tang, Chun Pun Cheung, Ting Fan Leung, Hein Min Tun, Francis Ka Leung Chan. Epigenome-microbiome interplay in early life associates with infants’ neurodevelopmental outcomes. Cell Press Blue, 2026; 1 (2): 100009 DOI: 10.1016/j.cpblue.2026.100009
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