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Analisi multi-omica per valutare dieta e stile di vita: lo studio

Analisi multi-omica per valutare dieta e stile di vita: lo studio

Analisi multi-omica per valutare dieta e stile di vita: lo studioIndividuare i composti chimici e gruppi microbici che possano rappresentare dei biomarcatori, la cui variazione nel tempo permette di valutare e quantificare l’impatto della dieta, del cambiamento dello stile di vita sulla salute e in particolare su quella di pazienti diabetici e obesi creando così modelli predittivi del rischio di malattia attraverso l’applicazione clinica dell’analisi integrata multi-omica, che prevede l’uso di sofisticati strumenti analitici.

Questo l’obiettivo dello studio del Policlinico Agostino Gemelli di Roma, che vuole verificare il ruolo del microbioma intestinale e come interagisce nella sindrome metabolica e nelle malattie a esso associate, anche grazie al team clinico e al monitoraggio in continuo della glicemia attraverso un microsensore sottopelle con sistema CGMS.

Lo studio clinico

Lo studio clinico, della durata complessiva di circa 18 mesi, non ha previsto alcun tipo di trattamento farmacologico supplementare ma solo la terapia convenzionale prevista per i pazienti dai protocolli specifici per la patologia in atto.

149 i pazienti reclutati, suddivisi in 50 soggetti sani, considerati come riferimento, e 99 pazienti affetti da patologia sono stati seguiti per 2 mesi.

Pazienti con diabete di tipo II, pazienti obesi  e pazienti affetti da entrambe le patologie, afferenti al CDD (Centre of Digestive Diseases) del Policlinico, sono stati suddivisi in 3 coorti in funzione della patologia e si sono resi disponibili a rispondere ai quesiti di questionari validati, per:

  • la valutazione del loro stato psicologico
  • delle loro abitudini alimentari
  • della qualità complessiva della vita
  • e a donare campioni biologici di diversa natura: feci, saliva, urine e sangue in un arco di tempo di 60 giorni caratterizzato da 4 visite successive.

Nel corso dello studio si sono raccolti più di 2000 campioni biologici che verranno sottoposti a diversi tipi di indagine analitica presso laboratori americani specializzati nella valutazione statistica dell’enorme mole di dati che si genereranno dalle analisi metagenomiche e metabolomiche.

I campioni di feci e di saliva si studieranno per la presenza e le caratteristiche della comunità dei microorganismi e del suo patrimonio genetico (microbioma).

Mentre i campioni di urine e di sangue, come anche quelli fecali, saranno sottoposti all’analisi dell’insieme dei metaboliti presenti che va sotto il nome di metaboloma, cioè l’impronta “chimica” lasciata nel nostro corpo dall’attività dei nostri organi e da quella dei microbi che ospitiamo.

Microbiota intestinale e sindrome metabolica

“La sindrome metabolica è definita da un raggruppamento di disordini metabolici che includono adiposità con accumulo di grasso viscerale, dislipidemia, insulino-resistenza, disglicemia e livelli pressori non ottimali ed è associata a un aumentato rischio di malattie cardiovascolari e diabete di tipo 2.

Con sempre maggiore frequenza gli studi suggeriscono che il microbiota intestinale potrebbe avere un ruolo nella regolazione del peso corporeo e nell’omeostasi energetica, influenzando l’estrazione di calorie dal cibo e il loro immagazzinamento nel tessuto adiposo dell’ospite.

Il microbiota intestinale negli individui obesi e magri differisce nella capacità di svolgere queste funzioni”, spiega il Professore Antonio Gasbarrini, Direttore del Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche e dell’Unità Operativa Complessa di Medicina Interna e Gastroenterologia del Policlinico Gemelli.

Microbiota intestinale e Covid-19

La pandemia da Covid-19 ha avuto un forte impatto sulla prevenzione e nella gestione del diabete di tipo 2.

Le persone con diabete di tipo 2 sono più suscettibili a gravi complicazioni dovute all’infezione che aumenta il rischio di peggioramento della malattia.

Inoltre, recenti evidenze scientifiche suggeriscono una connessione tra il microbiota intestinale e la gravità dell’infezione da Covid-19.

Alla luce di queste considerazioni, l’approfondimento del ruolo del microbiota e delle sostanze che esso rilascia nel corpo rappresenta la via fondamentale per capire il suo meccanismo d’azione e avvicinarsi così alla possibilità di sviluppare strumenti terapeutici alternativi.

Terapie e monitoraggio glicemia

Al momento, la terapia standard di prima linea per la sindrome metabolica consiste nell’intervento sulla dieta e sullo stile di vita.

Questi interventi hanno un impatto sul microbiota e sulle sue attività metaboliche.

Inoltre, fondamentale risulta il monitoraggio in continuo della glicemia.

“Il monitoraggio in continuo consente di misurare, a brevissimi intervalli e in modo indolore e non invasivo, il valore medio dei livelli di glucosio nel liquido interstiziale, registrando in continuo i cambiamenti della glicemia.

Diversamente dai metodi convenzionali, questi sistemi di controllo del glucosio in continuo sono dotati di un sensore, piccolo e leggero, collegato a un trasmettitore, che comunica i dati rilevati a un device con display su cui il paziente e il medico possono in tempo reale visualizzare la glicemia e studiarne l’andamento nel tempo.

Monitorare i valori glicemici e raggiungere un controllo metabolico ottimale costituiscono la finalità primaria per migliorare la vita delle persone affette da diabete e sindrome metabolica”, dice il Presidente di Coree Dottor Chongyoon Lim.

Nel corso dello studio i pazienti diabetici e con sindrome metabolica hanno avuto la possibilità di monitorare per 2 periodi di 7 gg ciascuno l’andamento della propria glicemia, sia all’atto del reclutamento sia dopo il cambiamento della dieta e dello stile di vita, al fine di aggiungere per il medico un ulteriore elemento di valutazione dell’efficacia del trattamento.

Analisi integrata multi-omica

I 2000 campioni raccolti consentiranno di analizzare nel dettaglio il profilo metagenomico e metabolomico, con l’integrazione di diversi strumenti cosiddetti “omici” intesi come sistemi analitici a elevatissimo contenuto tecnologico che consentono una profilazione complessa dei campioni biologici.

Si tratterà di una grande sfida perché le tecnologie di profilazione in metabolomica sono soggette a un’eterogeneità chimica incredibilmente complessa in cui non tutti i metaboliti sono facilmente identificabili.

Il metaboloma, infatti, è caratterizzato da un’elevata diversità che comprende da migliaia a centinaia di migliaia di sostanze chimiche diverse.

I processi biologici sono infatti il risultato di funzioni e interazioni molto complesse tra organismo umano, microorganismi in esso ospitati e migliaia di molecole chimiche.

Negli ultimi 30 anni, l’acquisizione parallela di set di dati “multi-omici” (provenienti dal metaboloma, dal genoma, dall’epigenoma, dal proteoma e dal trascrittoma) ha vissuto un enorme impulso.

L’analisi integrativa consiste nella combinazione delle informazioni disponibili dai dati multi-omici per fornire una migliore lettura dei processi cellulari e dei programmi molecolari in molteplici campi della salute umana e animale ma anche della biologia vegetale, della tossicologia e dell’epidemiologia.

“L’analisi multi-omica dei dati analitici scaturiti dall’esame degli oltre 2000 campioni biologici raccolti nel corso di questo studio consentirà di trarre preziose informazioni su patologie complesse come il diabete, l’obesità e la sindrome metabolica.

Il grande sforzo analitico e statistico sarà volto a identificare composti chimici e gruppi microbici che possano rappresentare dei biomarcatori che consentano non solo di valutare e quantificare l’impatto della dieta e del cambiamento dello stile di vita sulla nostra salute ma creare dei modelli predittivi del rischio di malattia aprendo così la strada verso l’applicazione clinica dell’analisi integrata multi-omica”, spiega il Dottor Chongyoon Lim.

 

 

Immagine copertina di Artem Podrez https://www.pexels.com/it-it/foto/persona-lavorando-fotografia-tecnologia-5726835/

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