I "Gut Bacteria" nei pazienti affetti da Sindrome Clinicamente Isolata (CIS): studio caso-controllo di confronto con la popolazione sana

The gut microbiome has increasingly been studied in neuroimmunological context regarding its role in multiple sclerosis (MS) immunopathogenesis. Recent studies have detected a difference in microbial composition between MS patients and healthy people, and some Authors have already recognised that certain bacterial species have a role in immune regulation. Clinical Isolated Syndrome (CIS) is now recognized as the first clinical presentation of MS. At the moment there are still few metagenomic studies that investigate the role of microbiome in the very first stage of MS. We designed a pivotal study to compare microbial structure between patients suffering from CIS and healthy volunteers (HV), in order to understand which taxa could have a protective effect against MS and which of them can promote this pathological condition. We collected stool samples from 18 patients during CIS (before any immunomodulant or immunosuppressive treatment) and from 18 HV, which underwent metagenomic analysis. In addition to the analysis of the 16S ribosomal subunit, we chose to use shotgun sequencing because it provides data about microbiome composition, as well as its metabolic activities, i.e. the metabolome. We studied groups of people belonging to the Italian population and we also collected information about lifestyle and diet. Results enabled us to identify 11 taxa, which are responsible of dissimilarities between CIS and HV: Anaerotruncus, Blautia, Megasphaera, Mitsuokella, Peptostreptococcaceae, Roseburia and Subdoligranulum belonging to the phylum Firmicutes; Parabacteroides, Odoribacter and Paraprevotella belonging to the phylum Bacteroides. Some of our outcomes contrast with the ones shown by other Authors, who managed some comparable studies, but in different geographical regions with already diagnosed MS patients. Results gained from this pivotal study open the door to future investigations, probably on a larger population. Combining metagenomic and metabolomic data, we could be able to find a key microbial structure and understand its own metabolic pathways, which affect onset, progress and treatment of MS.

Il microbiota intestinale è attualmente oggetto di studio in ambito neuroimmunologico, in particolare per quanto riguarda l'eziopatogenesi della Sclerosi Multipla (SM). Studi recenti hanno osservato una diversa composizione microbica tra i pazienti con SM e la popolazione sana, mentre alcuni Autori hanno già evidenziato l'implicazione di alcune specie batteriche nella regolazione del sistema immunitario. La sindrome clinicamente isolata (CIS) è oggi riconosciuta come la prima manifestazione clinica della SM, ma sono ancora pochi gli studi metagenomici che hanno esplorato il ruolo del microbiota intestinale in questa fase. Il nostro studio pilota è stato disegnato per confrontare la composizione microbica dei pazienti con CIS con quella della popolazione sana, al fine di individuare quali taxa abbiano un ruolo protettivo nei confronti della SM e quali invece ne favoriscano lo sviluppo. A tal proposito, sono stati prelevati campioni di feci da 18 pazienti (al momento della CIS, prima essere sottoposti a qualsiasi terapia immunomodulante o immunosoppressiva) e da 18 volontari sani (HV), sui quali sono state svolte le analisi metagenomiche. Oltre all'analisi delle regioni ipervariabili della subunità ribosomiale 16S, abbiamo scelto di utilizzare il sequenziamento shotgun, che permette di esplorare non solo la composizione microbica, bensì anche le attività metaboliche dei singoli microorganismi (metaboloma). Le nostre osservazioni sono state eseguite sulla popolazione italiana e correlate con lo stile di vita e l'alimentazione di ogni partecipante reclutato. I risultati ottenuti ci hanno permesso di identificare undici taxa responsabili di queste differenze: Anaerotruncus, Blautia, Megasphaera, Mitsuokella, Peptostreptococcaceae, Roseburia e Subdoligranulum appartenenti al phylum dei Firmicutes, Parabacteroides, Odoribacter e Paraprevotella relativi al phylum Bacteroides. Sono emerse alcune discordanze con le osservazioni eseguite da altri autori, che hanno condotto i propri studi sulla SM già conclamata e in diverse aree geografiche. I risultati ottenuti da questo progetto pilota aprono la strada a future indagini, verosimilmente condotte su popolazioni più numerose. L'analisi combinata dei dati metagenomici con quelli ricavati dal metaboloma potrebbero aiutarci a identificare una popolazione microbica chiave e le relative vie metaboliche connesse all'esordio, al decorso e alla terapia della SM.