Il Microbioma e il suo coinvolgimento nella programmazione fetale

Il microbioma rappresenta la comunità di microrganismi, batteri, funghi e virus, che risiedono all’interno del corpo umano; è oggi riconosciuto come un importante modulatore di salute e malattia e sono state stabilite molte associazioni tra la disbiosi del microbiota e le malattie croniche, come l’obesità , diabete e sindrome metabolica . Si comincia anche a prestare attenzione alla valutazione dell’influenza del microbioma prenatale , che rappresenta l’insieme di comunità microbiche materne e fetali durante la gravidanza e che, insieme alle esposizioni a sostanze esogene ed endogene, durante lo sviluppo fetale,  può essere un importante mediatore degli esiti di salute a breve e lungo termine nella prole.
Ricerche emergenti riguardanti il microbioma prenatale supportano l’idea che avvengono interazioni tra il microbioma materno e il feto durante la gravidanza.
Lo sviluppo fetale è un periodo di proliferazione cellulare, formazione di tessuti e costruzione di organi senza precedenti all’interno dell’utero: un’incubatrice umana che circonda il feto immerso nel liquido amniotico e fornisce nutrimento per la crescita e protezione dei tessuti vulnerabili. Sebbene storicamente l’utero e il feto siano stati considerati sterili fino alla nascita o alla rottura del sacco amniotico, prove recenti mostrano che l’utero ospita una varietà di microrganismi che assomigliano molto alla comunità microbica orale della madre ; inoltre, lo scambio di nutrienti che avviene attraverso il trasporto attivo e passivo dalla circolazione materna alla placenta, un organo che funge da barriera selettiva materno-fetale, può includere anche tossine e microbi che possono entrare direttamente nella circolazione fetale.

Pertanto, i microbi della placenta, del liquido amniotico e del sangue del cordone ombelicale forniscono una vasta gamma di esposizioni al feto in via di sviluppo.
È stato segnalato che i neonati prematuri sviluppano un fenotipo del microbioma intestinale alternativo caratterizzato da una predominanza di Proteobacteria e mancanza di Bifidobacterium e Lactobacillus , quest’ultimi sono due dei principali generi batterici nei neonati a termine sani.

I bambini allattati esclusivamente al seno mostrano un arricchimento di Bifidobacterium , che aiuta nell’utilizzo degli oligosaccaridi presenti nel latte umano. Anche il tipo di parto è stato collegato a variazioni del microbioma, i bambini partoriti con taglio cesareo invece che per via vaginale presentano un microbioma diverso ed hanno maggiori probabilità di avere asma, allergie e diabete più avanti nella vita. Sono state inoltre identificate differenze nella composizione del microbiota tra i bambini nati a casa rispetto a quelli in ospedale, sottolineando che l’ambiente contribuisce alla colonizzazione iniziale del bambino.

Al fine di migliorare la comprensione del ruolo del microbioma prenatale sulla salute e sul rischio di malattie della prole, sarà importante chiarire ulteriormente la composizione di un microbioma sano e meccanismi specifici che contribuiscono alla salute alterata nella vita successiva.
Le risposte del microbioma materno fetale sono regolate epigeneticamente e rispondono alle esposizioni ambientali prenatali materne consentendo al nuovo organismo di adattarsi ai segnali ambientali.

Le composizioni del microbioma contribuiscano ai risultati della nascita e alla programmazione iniziale (firma dell’epigenoma e microbioma ) della prole e per tutta la vita la salute della prole continuerà ad essere influenzata dalle proprie esposizioni ambientali iniziali, dalla firma dell’epigenoma e dalla composizione del microbioma che potrà variare nel tempo in base al luogo dove si vive e al tipo di alimentazione. Lo stress , lo stato socioeconomico , e l’esposizione ambientale sono tutti noti per contribuire alla variabilità del microbioma e alla possibile disbiosi negli esseri umani. Composizioni alterate del microbioma  in pazienti con malattie associate a stress  sono presenti sebbene si sappia ancora poco sui meccanismi implicati  nello stress e su come agisca nel contribuire durante la gravidanza alle variazioni del microbioma prenatale .

La programmazione fetale (o prenatale) è data delle esposizioni ambientali interne ed esterne durante lo sviluppo dell’embrione , questo ha un impatto sugli ambienti cellulari fetali locali con conseguenti cambiamenti nel fenotipo Questi cambiamenti possono potenzialmente influenzare la costruzione e la funzione di tessuti e organi, compresi i sistemi che influenzano il comportamento, le risposte neuroendocrine e immunitarie e l’omeostasi metabolica, con conseguenti alterazioni della salute a breve e/o lungo termine.
Studi che hanno valutato la supplementazione di acido folico durante la gravidanza hanno stabilito che la nutrizione materna può avere un impatto importante sull’ereditarietà, non cambiando la sequenza del DNA di un gene o tramite polimorfismi a singolo nucleotide, ma cambiando il pattern di metilazione di un gene e l’acido folico è coinvolto neli processi di metilazione e quindi nell’epigenetica.
Il concetto di programmazione fetale e le origini evolutive della salute e della malattia sono nati da studi che hanno seguito madri incinte e bambini sopravvissuti all’ “inverno della fame” olandese. Il noto epidemiologo David Barker ha identificato per primo un’associazione con la privazione dei nutrienti della madre durante la gravidanza con lo sviluppo di malattie cardiovascolari della prole che ha subito la denutrizione in utero . Successivamente, gli scienziati hanno anche identificato altre alterazioni nei futuri esiti di salute nella prole esposta alla carestia in utero , tra cui l’obesità. Altre esposizioni in utero sono state anche associate a risultati di salute alterati nella prole, come il diabete di tipo 2 e alterazioni nelle firme dell’epigenoma nella prole con conseguenze sconosciute. Alcune comorbidità materne possono alterare il microbioma intestinale del feto e del neonato, conferendo potenzialmente il rischio di malattie croniche in età avanzata.
E’ importante notare che, quando la composizione batterica iniziale nell’intestino viene modificata, si associa ad alterazione della programmazione immunitaria e della risposta infiammatoria più avanti nella vita, quindi con coinvolgimenti maggiore sulla salute.
Facendo tesoro delle nuove conoscenze sul microbioma, dato che questo può essere modificato dallo stile di vita, esiste un grande potenziale per sviluppare interventi medici volti a migliorare la sua capacità protettiva e prevenire le malattie per tutta la durata della vita.