In recent years, interest in achieving a healthy lifestyle, with attention to nutrition and physical activity, has grown, so much so that they have become the subject of research for the treatment of autoimmune diseases. The paper refers to the use of dietary approaches to manage the course of Multiple Sclerosis (MS). This disease affects the central nervous system and is characterized by inflammation and demyelination: the myelin sheath that surrounds nerve fibers in the brain and spinal cord is destroyed by overactivation of the immune system. Most of the people who suffer from it are women, who live in Western countries; in addition, smoking, vitamin D deficiency and obesity are factors that influence the progression of the disease. The association between obesity and disease can be described as an increase in the release of pro-inflammatory adipokines and alteration of the gut microbiota. The immune system is finely regulated in our gut, so that if it releases abnormal molecules, immune tolerance can break down, leading to autoimmunity. The microbial population changes according to what we eat; Hence, it can be modified via dietary interventions such as fasting, intermittent calorie restriction, and intermittent energy restriction. In the studies considered, the effects of these treatments were analyzed first on pre-clinical mouse models and then on people with MS (pcSM) finding similarities. Results of intermittent fasting on pre-clinical models showed a reduction in disease severity with a decrease in pro-inflammatory adipokines, an increase in beneficial bacteria in the gut microbiota, and increased cellular protection from oxidative damage. Inflammation and demyelination decreased both with treatment and following fecal microbiota transplantation. To verify the similarity of the effects obtained on mouse models, a group of pcSMs was subjected to intermittent energy restriction. The results confirmed suggesting the potential beneficial effect on MS. The effect of a fasting-mimicking diet was also studied on the mouse model of MS: it reduces inflammation in the central nervous system and promotes remyelination. Finally, in the latest reported study, very recent, it was shown that intermittent caloric restriction on a group of relapsing-remitting pcMS offers important metabolic and immunological benefits for pcMS. Research in this area is still under development, being limited due to the short duration of the experiments and the small number of participants with MS. However, these studies lay the foundations for future research aimed at confirming the results obtained and better understanding how it is possible to intervene on the microbiota through particular diets in order to improve the decorum of the microbiota.

Negli ultimi anni è cresciuto l’interesse per il raggiungimento di uno stile di vita sano, con attenzione all’alimentazione e all’attività fisica tanto che sono diventate oggetto di ricerca per il trattamento delle malattie autoimmuni. L’elaborato fa riferimento all’uso di approcci dietetici per gestire il decorso della Sclerosi Multipla (SM). Questa malattia colpisce il sistema nervoso centrale ed è caratterizzata da infiammazione e demielinizzazione: la guaina mielinica che avvolge le fibre nervose nel cervello e nel midollo spinale viene distrutta dall'iperattivazione del sistema immunitario. La maggior parte delle persone che ne soffre sono donne, che vivono nei paesi occidentali; in più fumo, carenza di vitamina D e obesità sono fattori che influenzano la progressione della malattia. L'associazione tra obesità e malattia può essere descritta come un aumento del rilascio di adipochine pro-infiammatorie e alterazione del microbiota intestinale. Il sistema immunitario viene regolato finemente nel nostro intestino, così che se esso rilascia molecole anomale, può venire meno la tolleranza immunitaria portando all’autoimmunità. La popolazione microbica cambia in base a ciò che mangiamo; quindi, può essere modificata tramite interventi dietetici come il digiuno, la restrizione calorica intermittente e la restrizione energetica intermittente. Negli studi considerati sono stati analizzati gli effetti di questi trattamenti prima su modelli murini pre-clinici e successivamente su persone con SM (pcSM) riscontrando similarità. I risultati del digiuno intermittente sui modelli pre-clinici hanno mostrato una riduzione della gravità della malattia con una diminuzione delle adipochine pro-infiammatorie, un incremento dei batteri benefici nel microbiota intestinale e una maggiore protezione cellulare dai danni ossidativi. L'infiammazione e la demielinizzazione sono diminuite sia con il trattamento che a seguito di trapianto di microbiota fecale. Per verificare la similarità degli effetti ottenuti sui modelli murini è stato sottoposto un gruppo di pcSM a restrizione energetica intermittente. I risultati hanno confermato suggerendo il potenziale effetto benefico sulla SM. Sul modello murino di SM è stato studiato anche l’effetto di una dieta mima digiuno: essa riduce l’infiammazione nel sistema nervoso centrale e promuove la rimielinizzazione. Infine, nell’ultimo studio riportato, molto recente, è stato evidenziato come la restrizione calorica intermittente su un gruppo di pcSM recidivante-remittente offra benefici metabolici e immunologici importanti per le pcSM. La ricerca in questo ambito è ancora in via di sviluppo, essendo limitata per la breve durata degli esperimenti e per il numero ristretto di partecipanti con SM. Tuttavia, questi studi pongono le basi per future ricerche volte a confermare i risultati ottenuti e comprendere al meglio come sia possibile intervenire sul microbiota attraverso particolari regimi alimentari al fine di migliorare il decorso della malattia.

Sclerosi multipla e microbiota intestinale: il ruolo delle diete nel modulare il decorso della malattia.

CIMINO, ALESSIA
2023/2024

Abstract

Negli ultimi anni è cresciuto l’interesse per il raggiungimento di uno stile di vita sano, con attenzione all’alimentazione e all’attività fisica tanto che sono diventate oggetto di ricerca per il trattamento delle malattie autoimmuni. L’elaborato fa riferimento all’uso di approcci dietetici per gestire il decorso della Sclerosi Multipla (SM). Questa malattia colpisce il sistema nervoso centrale ed è caratterizzata da infiammazione e demielinizzazione: la guaina mielinica che avvolge le fibre nervose nel cervello e nel midollo spinale viene distrutta dall'iperattivazione del sistema immunitario. La maggior parte delle persone che ne soffre sono donne, che vivono nei paesi occidentali; in più fumo, carenza di vitamina D e obesità sono fattori che influenzano la progressione della malattia. L'associazione tra obesità e malattia può essere descritta come un aumento del rilascio di adipochine pro-infiammatorie e alterazione del microbiota intestinale. Il sistema immunitario viene regolato finemente nel nostro intestino, così che se esso rilascia molecole anomale, può venire meno la tolleranza immunitaria portando all’autoimmunità. La popolazione microbica cambia in base a ciò che mangiamo; quindi, può essere modificata tramite interventi dietetici come il digiuno, la restrizione calorica intermittente e la restrizione energetica intermittente. Negli studi considerati sono stati analizzati gli effetti di questi trattamenti prima su modelli murini pre-clinici e successivamente su persone con SM (pcSM) riscontrando similarità. I risultati del digiuno intermittente sui modelli pre-clinici hanno mostrato una riduzione della gravità della malattia con una diminuzione delle adipochine pro-infiammatorie, un incremento dei batteri benefici nel microbiota intestinale e una maggiore protezione cellulare dai danni ossidativi. L'infiammazione e la demielinizzazione sono diminuite sia con il trattamento che a seguito di trapianto di microbiota fecale. Per verificare la similarità degli effetti ottenuti sui modelli murini è stato sottoposto un gruppo di pcSM a restrizione energetica intermittente. I risultati hanno confermato suggerendo il potenziale effetto benefico sulla SM. Sul modello murino di SM è stato studiato anche l’effetto di una dieta mima digiuno: essa riduce l’infiammazione nel sistema nervoso centrale e promuove la rimielinizzazione. Infine, nell’ultimo studio riportato, molto recente, è stato evidenziato come la restrizione calorica intermittente su un gruppo di pcSM recidivante-remittente offra benefici metabolici e immunologici importanti per le pcSM. La ricerca in questo ambito è ancora in via di sviluppo, essendo limitata per la breve durata degli esperimenti e per il numero ristretto di partecipanti con SM. Tuttavia, questi studi pongono le basi per future ricerche volte a confermare i risultati ottenuti e comprendere al meglio come sia possibile intervenire sul microbiota attraverso particolari regimi alimentari al fine di migliorare il decorso della malattia.
Multiple sclerosis and intestinal microbiota: the role of diets in modulating the course of the disease.
In recent years, interest in achieving a healthy lifestyle, with attention to nutrition and physical activity, has grown, so much so that they have become the subject of research for the treatment of autoimmune diseases. The paper refers to the use of dietary approaches to manage the course of Multiple Sclerosis (MS). This disease affects the central nervous system and is characterized by inflammation and demyelination: the myelin sheath that surrounds nerve fibers in the brain and spinal cord is destroyed by overactivation of the immune system. Most of the people who suffer from it are women, who live in Western countries; in addition, smoking, vitamin D deficiency and obesity are factors that influence the progression of the disease. The association between obesity and disease can be described as an increase in the release of pro-inflammatory adipokines and alteration of the gut microbiota. The immune system is finely regulated in our gut, so that if it releases abnormal molecules, immune tolerance can break down, leading to autoimmunity. The microbial population changes according to what we eat; Hence, it can be modified via dietary interventions such as fasting, intermittent calorie restriction, and intermittent energy restriction. In the studies considered, the effects of these treatments were analyzed first on pre-clinical mouse models and then on people with MS (pcSM) finding similarities. Results of intermittent fasting on pre-clinical models showed a reduction in disease severity with a decrease in pro-inflammatory adipokines, an increase in beneficial bacteria in the gut microbiota, and increased cellular protection from oxidative damage. Inflammation and demyelination decreased both with treatment and following fecal microbiota transplantation. To verify the similarity of the effects obtained on mouse models, a group of pcSMs was subjected to intermittent energy restriction. The results confirmed suggesting the potential beneficial effect on MS. The effect of a fasting-mimicking diet was also studied on the mouse model of MS: it reduces inflammation in the central nervous system and promotes remyelination. Finally, in the latest reported study, very recent, it was shown that intermittent caloric restriction on a group of relapsing-remitting pcMS offers important metabolic and immunological benefits for pcMS. Research in this area is still under development, being limited due to the short duration of the experiments and the small number of participants with MS. However, these studies lay the foundations for future research aimed at confirming the results obtained and better understanding how it is possible to intervene on the microbiota through particular diets in order to improve the decorum of the microbiota.
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