Seminar

Asse intestino cervello-pelle: esplorazione di nuove applicazioni del microbioma

Time: 17:00 - 17:20

Date: 21 Novembre 2018

Theatre: Orange 2

Synopsis

Asse intestino cervello-pelle: esplorazione di nuove applicazioni del microbioma

L’intestino umano ospita un ecosistema microbico dinamico e complesso, costituito da una moltitudine di specie commensali che possono prosperare in questa particolare nicchia ecologica. La selezione evolutiva di questa comunità complessa ha svolto un ruolo importante nel favorire lo sviluppo del cervello e forse anche nel favorire un’interazione sociale sofisticata. Oggi siamo consapevoli che la corretta funzionalità intestinale e la composizione del microbioma svolgono un ruolo di mediazione sia nell’infiammazione cutanea che nel comportamento emotivo, rafforzando la relazione tra dermatologia e salute mentale. L’asse intestino-cervello-pelle, teorizzato per la prima volta negli anni trenta, può diventare la base di un circolo vizioso, associato a disturbi diversi. Ansia e stress aumentano la permeabilità intestinale e il grado di disbiosi, scatenando i meccanismi di infiammazione a livello sistemico, con ripercussioni locali, come l’acuirsi di dermatiti e infiammazioni cutanee.

In questo complesso quadro di comunicazioni bidirezionali, il microbioma rappresenta un importante mediatore. Ad esempio, i geni posseduti dal microbioma, che superano enormemente quelli del nostro patrimonio genetico, sono in grado di produrre innumerevoli composti neuroattivi. I carboidrati complessi, come la fibra alimentare, possono essere digeriti e successivamente fermentati nel colon da microrganismi intestinali in SCFA come n-butirrato, acetato e propionato, noti per avere proprietà neuroattive. In particolare, alcune specie di Lactobacillus e Bifidobacterium producono acido gamma-aminobutirrico (GABA), il principale neurotrasmettitore inibitorio nel cervello umano, e hanno mostrato un effetto di regolazione sul sistema serotoninergico. Inoltre è già ben nota e documentata l’azione immunomodulante di alcuni ceppi probiotici nel ridurre la sintomatologia di alcuni disturbi e malattie infiammatorie intestinali (come l’IBD), fortemente associati con condizioni patologiche cutanee (come psoriasi, eczema, rosacea) e nel ripristinare la funzione barriera e la corretta permeabilità dell’intestino. Da non sottovalutare in questo contesto è anche l’azione antimicrobica esercitata da alcuni probiotici nei confronti di altri commensali responsabili delle disbiosi. Infine, è stato recentemente ipotizzato un meccanismo volto a contrastare alcuni marker di attivazione epigenetica, coinvolti nel percorso di trasduzione del segnale che traduce lo stress sociale in una trascrizione alterata dei geni di plasticità nell’ippocampo, influenzando quindi il nostro comportamento emotivo in risposta a stress psicologici. In questo contesto verranno presentati i risultati ottenuti attraverso due ricerche condotte sia in laboratorio che in ambito clinico sulla dermatite atopica e sulla risposta allo stress da esame.

 

 

The Gut-brain-skin axis: exploring new microbiome applications

The human gut harbors a dynamic and complex microbial ecosystem, consisting of a multitude of commensal species that can thrive in this ecological niche. The evolutionary selection of this complex gut microbiota has played an important role in enabling brain development and, perhaps, in fostering sophisticated social interaction.

The growing awareness that the correct functional integrity and the intestinal microbiota act in both skin inflammation and emotional behavior has strengthen the relationship between dermatology and mental health. The intestine-brain-skin axis, theorized for the first time in the thirties, may result in a vicious circle, associated with different disorders. Anxiety and stress increase intestinal permeability and degree of dysbiosis, triggering the mechanisms of inflammation at systemic level, with local repercussions such as skin dermatitis and chronic inflammation. In this complex framework of bidirectional communications, the microbiome plays an important role as mediator.

For example, microbiome genes, which greatly exceed those of our genetic heritage, are able to translate for and produce a myriad of neuroactive compounds. Complex carbohydrates, like dietary fibres, can be digested and subsequently fermented in the colon by gut microorganisms into SCFAs such as n-butyrate, acetate and propionate, which are known to have neuroactive properties. In particular, certain Lactobacillus and Bifidobacterium species produce gamma-aminobutyric acid (GABA), which is the main inhibitory neurotransmitter in the human brain, and have shown a regulatory effect on the serotonergic system.

Furthermore, some probiotic strains have a well-known and documented immunomodulation activity, useful in reducing symptomatology of inflammatory bowel disease  strongly associated with skin pathological conditions (such as psoriasis, eczema, rosacea) with a demonstrated efficacy in restoring both barrier function and the correct intestinal permeability. Interestingly in this context, there is also the antimicrobial activity exerted by probiotics against other microbes responsible for dysbiosis.

Recently, it has been hypothesized a reverse effect of probiotics against the activation of an epigenetic marker involved in the signal transduction pathway, which translates social stress into an altered transcription of plasticity genes, thus influencing our emotional behaviour in response to psychological stress. We will present the results obtained through two research projects, carried out both in the laboratory and in the clinical practice, on atopic dermatitis and on examination of a stress-induced response.

 

Speaker

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