ASSOCIAZIONE SWISSINFOMED

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                                             Osteomicrobiologia

                                    Limosilactobacillus reuteri 6475

                                                 (L. reuteri 6475)

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                                                   Una revue dalla letteratura attuale

                                                             di Sergio Tornatore

                                                               Swissinfomed 2022

Microbiota intestinale 

Il termine scientifico corretto, oggi, per descrivere l'insieme dei microrganismi che popola il tratto digerente, è microbiota intestinale GM. Si tratta di oltre cento trilioni di batteri, virus, funghi e protozoi, che, comunicando tra loro, agiscono come se fossero un unico organismo svolgendo innumerevoli funzioni in simbiosi con il corpo umano.

Disbiosi

Squilibrio microbico dovuto all'aumento o alla perdita di specie microbiche,

con esposizione ad agenti che danneggiano la barriera o provocano una carenza genetica causando la colonizzazione di patogeni opportunistici e infiammazione epiteliale di bassa intensità (asintomatica).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Limosolactobacillus reuteri 6475                                                                                            

Oltre 250 specie fanno parte del genere lactobacillus, L. reuteri 6475 è l’abbreviazione del nome per esteso. Questo ceppo di L. reuteri è stato isolato nel latte di una donna finlandese, esso ha presentato capacità antinfiammatorie e di stabilizzare l’epitelio, attualmente è il batterio maggiormente studiato nel metabolismo osseo.  

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Influenza delle Infiammazioni a bassa intensità sull’epitelio intestinale

Nascimben 2019

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Questa barriera è mantenuta da un solo strato di cellule epiteliali specializzate che sono collegate tra loro da proteine ​​strette (TJ).

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Un intestino perdente consente l'ingresso di antigeni esterni dal lume intestinale all'interno del circolo ematico dell'ospite (gli ospiti siamo NOI) promuovendo sia risposte immunitarie locali che sistemiche. Nascimben 2019

Il microbiota intestinale regola anche il metabolismo osseo. Pazienti con osteoporosi primaria hanno infatti mostrato una composizione batterica alterata rispetto ai soggetti sani. Lingyun Lu 2021

 

Per diverse condizioni autoimmuni, una connessione tra una rottura della barriera epiteliale nell'intestino o nel polmone e l'infiammazione in organi distanti è stata dimostrata.

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La disfunzione della barriera gioca un ruolo integrale nella patologia dell’artrite e può essere mirata per migliorare la malattia

Matei et al., Med 2, 864–883 July 9, 2021 ª 2021 Elsevier Inc.

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                             Modifiche della flora batterica sono state associate allo sviluppo dell’artrite

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                                                         Topi artritici presentano permeabiltà intestinale ed infiammazione

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Numerose evidenze scientifiche mostrano che una parete intestinale non impermeabile (leaky gut) consente il passaggio indiscriminato di composti intraluminali al compartimento vascolare, con conseguente risposta immunitaria difensiva che può innescare fenomeni di distruzione del tessuto proprio: una patologia autoimmune

 

Se il tessuto colpito sarà osteoarticolare si chiamerà Artrite Reumatoide, se ad essere colpito dall’attacco autoimmune sarà quello pancreatico (delle cellule Beta) verrà definito come Diabete tipo1, se coinvolgerà l’intestino il nome attribuito sarà Morbo di Crohn, se sarà un coinvolgimento sistemico la diagnosi parlerà di Lupus eritematoso Sistemico, e così via. Le malattie autoimmuni classificate ad oggi sono circa 80, ma i meccanismi di eziopatogenesi sono i medesimi: Disbiosi intestinale e permeabilità della barriera epiteliale. I disturbi autoimmuni sono caratterizzati dalla generazione di autoanticorpi contro autoantigeni che attaccano i tessuti del corpo. Nascimben 2019

 

Il GM non è solo la porta biologica tra l'ambiente esterno e la salute delle ossa, ma anche il ponte di comunicazione tra il sistema scheletrico e vari altri sistemi, tra cui il sistema immunitario, metabolico ed endocrino. Lingyun Lu 2021

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L. reuteri 6475 previene un aumento della permeabilità attraverso la stabilizzazione del Tight Junctions e il blocco della risposta infiammatoria. Karimi 2018

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I batteri probiotici interagiscono con la barriera epiteliale intestinale e con le cellule della lamina propria, con le cellule dendritiche, modulando la loro risposta immunitaria, ciò si traduce in una riduzione delle citochine pro-infiammatorie, I fattori secreti dai batteri passano nel flusso sanguigno e vengono trasportati all'osso, essi possono interagire con gli osteoclasti, osteoblasti e con le cellule immunitarie. Collins 2017

 

È stato dimostrato che i probiotici migliorano l’assorbimento della vitamina D, aumentando l'espressione del suo recettore VDR.

I risultati mostrano che un'integrazione combinata di vitamina D e probiotici è risultata più vantaggiosa rispetto al placebo, alla vitamina D o ai probiotici da soli, la maggior parte dei marcatori infiammatori è migliorata con la co-integrazione. È ormai evidente che l'espressione del VDR regola le risposte all'infiammazione attraverso numerosi meccanismi. Abbound 2020

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Il ruolo del microbiota intestinale (GM) nella regolazione dell'omeostasi ossea.

Chengxiang 2021

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L'equilibrio dinamico tra Th17 e Tregs media le interazioni del microbiota intestinale e del metabolismo osseo. Collins et al. Microbiology Spectrum · August 2017

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È stato dimostrato che le citochine derivate dai linfociti T-regolatory come IL-10 e IL-17A inibiscono la differenziazione degli osteoclasti e migliorano quella degli osteoblasti, mentre le T-helper17 hanno funzione opposta.  Questi dati suggeriscono che i probiotici intestinali potrebbero esercitare effetti ossei sistemici attraverso la modulazione dell'espressione delle citochine dei linfociti T. L. reuteri 6475 ha un effetto positivo attraverso la modulazione dei linfociti con un effetto benefico per la salute delle ossa.

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Pervietà della barriera endoteliale e bilancio Osteoclasti/Osteoblasti 

 

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Percorsi del sistema immunitario che influenzano l'omeostasi ossea.

1) Il disturbo della flora intestinale aumenta la permeabilità della barriera intestinale, lasciando entrare più LPS e agenti patogeni nel sistema circolatorio, il che può portare a un'infiammazione sistemica. 2) Le cellule Th17 producono IL-17, con conseguente aumento di citochine infiammatorie come TNF-α e IL-1, migliorando così l'espressione di RANKL. 3) Le cellule Tregs inibiscono l'attivazione dei linfociti T quindi la differenziazione degli osteoclasti. Chengxiang 2021

 

Le cellule Tregs (regulatory)/ Th17 (helper) (Rapporto linfociti favorenti gli osteoblasti e quelli invece per gli osteoclasti) sono in equilibrio nel metabolismo osseo. Lingyun Lu 2021

 

 

 

Cellule, citochine, chemochine, proteine ecc. che regolano gli osteoblasti o gli osteoclasti  

 

 

 

 

                                             

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Il microbiota gioca un ruolo significativo anche nel metabolismo degli acidi biliari. Gli acidi biliari secondari, a loro volta, possono avere effetto sul metabolismo osseo. In particolare, l’acido litocolico (LCA) è una sorta di ligante del recettore della vitamina D che regola gli effetti biologici e danneggia i mitocondri degli osteoblasti. Lingyun Lu 2021

 

Gli estrogeni sono risultati in grado di indurre l’apoptosi degli osteoclasti e di inibire quella degli osteoblasti ed è emerso che, in carenza di estrogeni, il ciclo di ricambio osseo viene attivato più frequentemente. Oltre ad avere un’influenza diretta sulle cellule ossee, gli estrogeni hanno effetto sul ciclo di ricambio osseo anche in modo indiretto, regolando lo stress ossidativo e il sistema immunitario. L’eliminazione degli estrogeni riduce la capacità degli osteoblasti maturi, stimolando la produzione di citochine pro-infiammatorie come: TNFα, IL-6 e IL-1. Lingyun Lu 2021

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L’importanza degli (SCFA) ad esempio il Butirrato

Gli SCFA (acidi grassi a catena corta), sono dei veri e propri modulatori delle funzioni immunitarie, innescano l’attivazione in senso anti infiammatorio e antiproliferativo delle cellule enteriche. Canani 2011

Il microbiota intestinale produce butirrato, che diffonde attraverso la parete intestinale nella circolazione sistemica. Nel midollo osseo (BM), il butirrato migliora la differenziazione delle cellule T-helper e delle cellule T-regulatory (Tregs) insieme al Paratormone. L'espansione di BM Tregs consente al PTH di indurre la produzione di wnt10b. Wnt10b attiva la segnalazione Wnt nelle cellule stromali BM, provocando la loro proliferazione e differenziazione in osteoblasti. Pacifici 2021

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L. reuteri 6475 sintetizza butirrato e favorisce le cellule Tregs di conseguenza la differenziazione e la proliferazione degli osteoblasti. Peishun 2021

 

 

Studi preclinici con L. reuteri 6475

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L. reuteri 6475 produce composti antimicrobici come la reuterina (Schaefer 2010) e molecole che hanno una potente attività anti-TNF in vitro (Thomas 2012). L. reuteri 6475 migliora la densità ossea nei topi (McCabe 2013). L. reuteri 6475 potrebbe modulare il microbiota intestinale e/o regolare l'infiammazione sistemica e ossea, con conseguente soppressione della perdita ossea. 

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È stato dimostrato che i topi ovariectomizzati non perdono massa ossea (BMD) se sono privi del microbiota intestinale. K. Sjögren et al J. of Bone and Miner.l Res. 2012

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Mentre i topi di controllo Wild Type hanno subito una significativa perdita di BMD a causa di un aumento del riassorbimento osseo, i topi privi di microbiota sono stati protetti dalla perdita ossea osteoclastica. Weitzmann 2017

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Nei topi ovariectomizzati (OVX), la somministrazione di Lactobacillus reuteri 6475 ha prevenuto la perdita di osso trabecolare sopprimendo l'osteoclastogenesi, inibendo l'aumento delle cellule T CD4+ e promuovendo l'osteoblastogenesi. Britton 2014

 

L. reuteri 6475 ha prevenuto la perdita di massa ossea anche nei topi con diabete di Tipo 1 Zhang 2015 ed in quelli sotto trattamento di glucocorticoidi. Schepper 2020

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Lactobacillus reuteri 6475 riduce la perdita ossea nelle donne anziane con bassa densità minerale ossea. A. G. Nilsson et al. Intern Med 2018

 

L’effetto positivo di L reuteri 6475 è stato confermato in uno studio randomizzato, in doppio cieco, vs placebo in 90 donne (75-80 anni) osteopeniche. I risultati hanno mostrato che l’integrazione giornaliera di L. reuteri 6475 per 12 mesi ha ridotto la perdita di massa ossea di oltre il 50% rispetto al placebo.

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Sono stati esaminati i metaboliti prodotti nei due gruppi è stata rilevata una differenza in 97 tipi di metaboliti con una significatività di almeno p<0,05. Questi metaboliti erano coinvolti in molteplici processi. Il butirrato è particolarmente aumentato nel gruppo L. reuteri rispetto al gruppo placebo, indicando che gli effetti di L. reuteri sulla perdita ossea sono mediati da tali metaboliti. Peishun 2021

 

L’assunzione giornaliera di L.reuteri 6475 per 12 mesi ha ridotto significativamente la perdita di massa ossea nelle donne con osteopenia.

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Trattamento probiotico con Lactobacilli per la perdita di massa ossea della colonna vertebrale nelle donne in post-menopausa. P.A Janssen et al. Lancet Rheumatol 2019

 

 

Studio in doppio cieco randomizzato multicentrico vs placebo

239 donne, da almeno 2 e non da oltre 12 anni in menopausa.

Endpoint primario variazione della BMD a 12 mesi della colonna vertebrale, con endpoint secondario la variazione della BMD totale dell’anca e del collo femorale.

Supponendo una maggior perdita di massa ossea tra 2 e 6 anni dopo la menopausa, veniva analizzato tale sottogruppo.

La BMD dopo un anno rilevava una differenza statisticamente significativa in favore del probiotico nella colonna vertebrale ma non significativo della BMD totale dell'anca e BMD del trocantere o ridotta della BMD del collo del femore.

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Conclusione

Il regime con probiotici non può sostituire i bisfosfonati per il trattamento dell’osteoporosi conclamata, tuttavia, nel presente studio, il trattamento  era somministrato come terapia di prevenzione a persone sane in postmenopausa, mentre gli effetti dei bisfosfonati generalmente sono stati valutati nelle donne osteoporotiche.

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Sergio Tornatore, Swissinfomed 2022 s.tornatore@bluewin.ch letteratura disponibile

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