Possibile ruolo predittivo del microbioma nella terapia con anti-TNF nelle malattie infiammatorie croniche intestinali

Background The microbiota seems to be one of the most involved factors in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases (IBD). In the scenario of hypothetical new markers of disease activity and prediction of response to therapy, the microbiota has a leading role. Study’s objective The primary aim is the assessment of the possible predictive role of the microbiome in response to anti-TNF therapy in patients with Crohn's disease (MC) and ulcerative colitis (CU). We have investigated whether qualitative and/or quantitative features of the commensal flora could correlate with the therapeutic response. Among the secondary endpoints we studied the possible changes of the microbiome’s composition in naive patients to anti TNF therapy (T0) and at six months’ follow-up. Furthermore, we investigated the association between microbiome and CRP values at T1. Finally, the possible relationship between therapeutic response and various epidemiological, clinical features was evaluated, as well as a correlation with laboratory findings. Methods This is a prospective, monocentric, observational study. From May 2018 to March 2019 we have recruited 20 patients naive to anti-TNF therapy (17 MC and 3 CU). Two faecal samples were collected just before starting therapy (T0) and six months later (T1). Medical history, laboratory tests and instrumental examinations were collected. Patients were asked to keep a diary in order to record important changes in food, probiotics and antibiotics assumption. The samples were analyzed by sequencing the 16S ribosomal gene. Results Between the two samples the phylum Proteobacteria decreased significantly (T0 15.8 ± 15.7% T1 6.6 ± 9.5%; p = 0.038). the phylum decreased more markedly in the responder group, versus the non-responders though only close to significance (T0 15.8 ± 16.6% T1 6.8 ± 11.0%; p= 0.053). The Lachnospiraceae family had a sensitive expansion, in particular in the responders (T0 17.8 ± 11.8% T1 25.4 ± 11.5%; p = 0.104). Although not significant, there was an inversely proportional trend between response to therapy and the presence of extraintestinal manifestations. A similar trend has been noted for those patients with the shorter history of disease. ESR and CRP decreased significantly between T0 and T1 like ESR in and the responders group, but the T0 values were not predictive of response. No correlation was found between the bacterial taxa concentrations and CRP. Conclusions No bacterial taxa examined could establish a predictive role of response to therapy. The decreasing trend of Proteobacteria, taxa with pro-inflammatory properties and the increase of the anti-inflammatory family Lachnospiraceae is consistent with the hypothesis in which therapy with anti- TNF, by decreasing inflammation, tends to select a microbiome closer to eubiosis.

Introduzione Il microbiota sembra essere uno dei fattori coinvolti maggiormente nella patogenesi delle malattie infiammatorie intestinali croniche (IBD). Nel panorama della ricerca di nuovi marker predittivi di andamento di malattia e risposta alla terapia, il microbiota ha un ruolo protagonista. Scopi dello studio L’obiettivo dello studio è sondare l’eventuale ruolo predittivo del microbioma alla risposta alla terapia con anti-TNF in pazienti affetti da malattia di Crohn (MC) e colite ulcerosa (CU). È stato indagato se caratteristiche qualitative e/o quantitative della flora commensale possano correlare con la risposta terapeutica. Tra gli endpoint secondari abbiamo indagato le eventuali modifiche del microbioma in pazienti naive alla terapia con anti TNF-alfa (T0) e a 6 mesi di follow-up (T1), e l’associazione tra microbioma e i valori di PCR al T1. Infine, è stato valutato il rapporto tra risposta terapeutica e varie caratteristiche dei pazienti epidemiologiche, cliniche e laboratoristiche. Materiali e metodi Lo studio condotto è prospettico, monocentrico e osservazionale. ll reclutamento per il nostro studio è iniziato a maggio 2018 e si è concluso a marzo 2019 con un totale di 20 pazienti naive a terapia anti -TNF (17 MC e 3 CU). Sono stati raccolti al momento dell’inizio della terapia (T0) e al follow-up a sei mesi (T1) due prelievi fecali. In ambedue i tempi sono state raccolte anamnesi, gli esami ematochimici e strumentali, e le caratteristiche cliniche. Alla fine dello studio è stato raccolto un diario dietetico per documentare importanti variazioni delle abitudini alimentari insieme all’assunzione di probiotici e antibiotici. I campioni sono stati analizzati mediante sequenziamento del gene 16S ribosomiale. Risultati Tra i due prelievi il Phylum Proteobacteria è diminuito in modo significativo (T0 15,8± 15,7% T1 6,6 ±9,5%; p= 0,038): suddividendo le popolazioni di responder e non responder, è diminuito più marcatamente nel primo gruppo rispetto ai non responder seppur in modo solo prossimo alla significatività (T0 15,8±16,6% T1 6,8±11,0%p=0,053). Al contempo tra i due prelievi la famiglia Lachnospiraceae ha avuto un’espansione sensibile, in particolare nei responder (T0 17,8±11,8% T1 25,4±11,5%; p=0,104). Sebbene non significativo, c’è stato un trend inversamente proporzionale tra risposta alla terapia e presenza di manifestazioni extraintestinali: andamento analogo per una malattia di più recente diagnosi rispetto a una più datata. VES e PCR sono diminuite in modo significativo tra T0 e T1, come la VES nei responder rispetto ai non responder al farmaco, ma il valore al T0 non è stato predittivo di risposta. Non è stata trovata alcuna correlazione tra l’andamento delle concentrazioni dei taxa batterici e la PCR. Conclusioni Nessun taxa batterico esaminato ha potuto stabilire un ruolo predittivo di risposta alla terapia. Il trend di diminuzione dei Proteobacteria, taxa con proprietà pro infiammatorie e l’aumento della famiglia Lachnospiraceae con proprietà anti infiammatorie è coerente con l’ipotesi in cui la terapia con anti-TNF, diminuendo l’infiammazione, tende a selezionare un quadro più vicino all’eubiosi.