• Probiotici e diarrea
• Cambiamenti funzionali nel microbiota intestinale
• Conclusioni

Stato dell’arte
Il microbiota intestinale si è dimostrato importante nel mantenimento della salute dell’ospite. I microrganismi che lo compongono fungono da barriera difensiva contro agenti patogeni, aiutano nel processo digestivo e conservano energia utile alla dieta, stimolano la risposta immunitaria e forniscono supporto nutrizionale alle cellule epiteliali intestinali.

Cosa aggiunge questa ricerca
Un mix di probiotici contenente Lactobacillus casei Zhang, Lactobacillus plantarum P-8, e Bifidobacterium animalis subsp. lactis V9 è stato somministrato a 20 cani per 60 giorni. I campioni fecali di tutti i cani corrispondenti al giorno 0 e al giorno 60 sono stati sottoposti ad analisi metagenomica, tecnologia recentemente sviluppata, high-throughput, costosa, ma ampiamente usata per fare analisi filogenetiche approfondite del microbioma intestinale.

Conclusioni
I risultati ottenuti dal gruppo di Haiyan Xu et al dimostrano che l’assunzione quotidiana di probiotici offre un effetto protettivo sulla salute di cani affetti da diarrea.

Sono stati pubblicati su Food and Function importanti risultati che dimostrano quanto l’utilizzo di probiotici nella dieta di cani affetti da diarrea aiuti a migliorare la loro condizione attraverso la regolazione del microbiota intestinale.

La diarrea è molto comune nei cani ed è correlata in genere a enteriti causate da parvovirus, infezioni batteriche e altri agenti virali, parassiti, e intolleranze alimentari. I probiotici riescono a prevenire queste infezioni batteriche e virali inibendo la crescita dei batteri patogeni attraverso un meccanismo di competizione per il legame alle cellule epiteliali del colon.

I cambiamenti nella composizione e nella funzione del microbiota intestinale sono stati oggetto di questo studio allo scopo di chiarire le interazioni probiotico-ospite in cani sani e in cani affetti da diarrea.

Probiotici e diarrea

L’assunzione di probiotici ha migliorato sensibilmente la diarrea dei cani che ne soffrivano. La diversità del microbiota intestinale del gruppo di controllo è drammaticamente calata durante l’esperimento, mentre si è registrato un trend in aumento della diversità nel gruppo di trattamento durante il periodo di somministrazione del probiotico. Al giorno 60, entrambi gli indici di Shannon e Simpson risultavano significativamente più alti nel gruppo trattato con probiotici.

Inoltre, è stata rilevata anche una significativa differenza nella struttura del microbiota intestinale dei cani trattati se paragonati al gruppo di controllo. Ciò suggerisce che la regolazione del microbiota intestinale è dipendente dalla somministrazione del probiotico.

Dal confronto dei profili tassonomici del microbiota intestinale, prima e dopo somministrazione di probiotici, si evince che le differenze sono dovute ai cambiamenti nelle abbondanze relative dei vari batteri. Generi batterici come il Clostridium, l’Enterococcus e lo Streptococcus risultano significativamente diminuite nei due gruppi. L’abbondanza relativa di Lactobacillus e Bifidobacterium, invece, risulta significativamente alta nel solo gruppo dei trattati, mentre quella di alcuni produttori di butirrato, come Lachnospiraceae e Butyricicoccus, diminuisce. In più, sono stati osservati ovviamente più Bacteroides, Bifidobacterium e Peptostreptococcus nel gruppo di trattamento piuttosto che in quello di controllo, accompagnato anche da una minor presenza di Stenotrophomonas.

Variazioni più rilevanti sono state osservate nel microbiota intestinale a livello di specie. Il trattamento con probiotici incrementa sorprendentemente l’abbondanza di Bacteroides plebeius, Lactobacillus animalis, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus johnsonii e Bifidobacterium animalis.

Nei cani giovani, si registra un aumento incisivo di Collinsella intestinalis e una diminuzione di Butyricicoccus pullicaecorum, nei cani controllo. Nel gruppo dei trattati, Bifidobacterium animalis, Lactobacillus johnsonii e Bacteroides stercoris aumentano significativamente appena dopo la somministrazione di probiotici, mentre diminuisce la abbondanza relativa di Brachyspira pilosicoli e Helicobacter canis.

Nei cani adulti, l’abbondanza relativa di Streptococcus macedonicus, Enterococcus hirae e Leuconostoc lactis diminuisce significativamente durante l’esperimento, in entrambi i gruppi analizzati. Nel gruppo di trattamento, l’abbondanza di Clostridium perfringens, Clostriudm nexile, Ruminococcus obeum e Streptococcus gallolyticus è significativamente diminuita.

Gli autori hanno costruito una mappa di co-eventi relative alle specie modulate in entrambi i gruppi analizzati. Nel gruppo di controllo, c’erano correlazioni positive più complesse tra Streptococcus lutetiensis, Slackia piriformis, Streptococcus macedonicus, Collinsella intestinalis, Clostridium hiranonis, Lactobacillus animalis, Enterococcus faecium, Eubacterium biforme, Ruminococcus torques e Clostridum perfringens se confrontate al gruppo di trattamento.

Cambiamenti funzionali nel microbiota intestinale

Indagando quali fossero i cambiamenti funzionali nel microbiota intestinale dei cani, è emerso un lieve ma significativo aumento nella diversità del gruppo dei trattati confrontato ai controlli. Le differenza negli aspetti funzionali sono state confrontate tra gruppi controllo e trattato, in cani di diverse età.

Al giorno 60, i cani più anziani trattati con probiotici mostravano un’abbondanza relativa significativamente più alta in pathway riguardanti il metabolismo di aminoacidi, il metabolismo di cofattori e vitamine, la biosintesi di metaboliti secondari e la biosintesi e metabolismo di glicani.

Contemporaneamente, si è registrata una marcata riduzione di abbondanza relativa riguardante pathway coinvolti nel trasporto di membrana e nella trascrizione, all’interno del gruppo di cani più anziani trattati con probiotico rispetto a quelli di controllo. Per quanto riguarda i cani adulti, il gruppo dei trattati mostra un aumento nei pathway relativi a traduzione e riparo/replicazione.

Nei cani giovani, invece, all’interno del gruppo dei trattati, le categorie funzionali hanno rivelato solo piccole variazioni, con un lieve aumento nei geni relativi al sistema circolatorio. Comunque, al giorno 60, i pathway relativi a metabolismo e adattamento ambientale, comunicazione cellulare e motilità cellulare del gruppo dei trattati sono significativamente più espressi rispetto al gruppo di controllo, mentre non è lo stesso per i pathway del sistema immunitario e del metabolismo energetico, la cui espressione diminuisce.

Attraverso l’analisi del coefficiente di correlazione per ranghi di Spearman, gli autori hanno dimostrato che alcune specie batteriche arricchite al giorno 60, come ad esempio il Bifidobacterium animalis, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus reuteri e Lactobacillus acidophilus, risultano positivamente correlate al metabolismo di altri aminoacidi e alla replicazione/riparo, e negativamente correlate a motilità cellulare e processi e signalling cellulare. In più, Bacteroides stertori, Bacteroides plebeius e Butyricicoccus pullicaecorum sono associati positivamente con i pathway relativi a biosintesi e metabolismo dei glicani, metabolismo energetico, metabolismo del sistema immunitario, adattamento ambientale, metabolismo dei cofattori e delle vitamine e metabolismo degli aminoacidi, mentre sono negativamente correlati a motilità cellulare, trascrizione e trasporto di membrana.

Le specie che, invece, risultano deplete dopo trattamento con probiotici, come ad esempio Enterococcus faecium, Clostridum perfringens, Ruminococcus torques, Stenotrophomonas maltophila, Streptococcus macedonicus e Clostridium hiranonis, sono associate negativamente alle funzioni di replicazione/riparo, metabolismo di altri aminoacidi e metabolismo di cofattori e vitamine, e positivamente a funzioni come processi e signalling cellulare e trasporto di membrana.

Conclusioni

La diarrea intermittente è un sintomo clinico che si presenta di frequente nei cani a causa di diverse ragioni, quali agenti patogeni, parassiti, cambi nella dieta o stato infiammatori intestinali. In ogni caso, alla base di quasi tutte queste cause c’è uno squilibrio del microbiota del tratto gastrointestinale e la sua colonizzazione da parte di agenti patogeni.

I probiotici prevengono e proteggono dalla diarrea, come dimostrato in diversi trial randomizzati controllati. Gli autori hanno dimostrato che i sintomi della diarrea cessano nella maggior parte dei cani trattati con probiotico se paragonati ai cani controllo.

Per dimostrare il meccanismo alla base di questo evento, essi si sono avvalsi di un approccio di sequenziamento metagenomico. I risultati ottenuti hanno dimostrato che la diversità microbica del microbiota intestinale risulta significativamente cambiata e migliorata sia nella struttura che nella funzione, dopo 60 giorni di assunzione di probiotici.

Inoltre, anche i cambiamenti nella composizione, nelle interazioni tra microbi enterici e nelle funzioni predette sono da considerarsi ottimi traguardi, i quali sembrano essere direttamente collegati al miglioramento della diarrea nei cani.