MICROBIOTA E DISBIOSI - Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI - Webinar Giovedì 16.04.2020 - Slam Formazione

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MICROBIOTA E DISBIOSI - Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI - Webinar Giovedì 16.04.2020 - Slam Formazione
MICROBIOTA E DISBIOSI
                       Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI

Webinar Giovedì 16.04.2020
     ore 17.oo-19.oo                                        Mauro Mario Amato
MICROBIOTA E DISBIOSI - Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI - Webinar Giovedì 16.04.2020 - Slam Formazione
GUT MICROBIOTA in Eubiosi
                                                                                                - Dieta ricca in fibre
                                                                                                - Apporto moderato
                                                                                                  grassi e proteine
                                                                                                - Stile di vita
    Sviluppo e modulazione                                                                        adeguato e regolare
                                                                     Sintesi vitamine
     sistema immunitario                                                                        - Probiotici

           Modulazione                                                    Integrità barriera
      asse intestino-cervello                                                 intestinale

                                                                              Angiogenesi
                                                                              intestinale
  Metabolismo lipidico

                                           Produzione acidi grassi             Antiossidanti
                                            a catena corta (SCFA)        Ac. Indolo3-propionico (IPA)
                           Citokine                                         (azione neuroprotettiva)
                         (infiammazione)
Sensibilità insulinica
                                                                                                   Mauro Mario Amato
                                                                                                        All Rights Reserved
MICROBIOTA E DISBIOSI - Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI - Webinar Giovedì 16.04.2020 - Slam Formazione
GUT MICROBIOTA in Disbiosi
- Dieta ricca zuccheri
  e acidi grassi saturi
- Consumo eccessivo
  di proteine                                                         Riduzione progressina anaerobi
- Alterazione pH
- Antibiotici e inibitori
  di pompa protonica

                                                                               Integrità barriera intestinale
                                                                                          Permeabilità intestinale

Produzione acidi grassi
 a catena corta (SCFA)
(fermentazione delle fibre)

                                                                                Rischio          Rischio CVD
                                                                               MICI/IBS

  Resistenza insulinica         Citokine                                          Produzione Lipopolisaccaridi
                              (infiammazione               Produzione TMA
   (patologie associate)                                    (trimetilannina)
                                intestinale)

                                                                         Antiossidanti
Declino cognitivo                   Metabolismo lipidico                                         Mauro Mario Amato
                                                                                                  All Rights Reserved
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Mauro Mario Amato
                                                                                     All Rights Reserved

                                   Dieta

                                                                     -   Alimentazione e Sazietà
                                                                     -   Metabolismo Gluco-lipidico
                                                                     -   Sensibilità insulinica
                                                                     -   Adiposità

                            REGOLAZIONE MICROBICA
                               DEL METABOLISMO
     Microbiota                 (Ormoni enterici)

                                                          GLP-1 (Glucagon-like peptide 1)
                                                          PYY (Peptide tyrosine-tyrosine)
Metaboliti batterici                                      5-HT (Serotonina)
SCFA (Ac. grassi catena corta)                            GIP (Glucose-dependent insulinotropic   peptide)

Componenti strutturali                                    CCK   (Cholecystokinin)

Acidi biliari secondari
                                   Enterociti endocrini
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Rilasciato post-prandium a livello di ileo/colon in         ORMONI
 risposta a nutrienti, come il glucosio, per aumentare
l'insulina e inibire la secrezione di glucagone.
                                                              INTESTINALI                       Mauro Mario Amato
                                                                                                  All Rights Reserved
     Inibisce lo svuotamento gastrico e influenza
              sazietà e assunzione di cibo

                                                            Rilasciato insieme al GLP1 regola assunzione
                                                           di cibo e sazietà attraverso l'attivazione dei
                                                             recettori Y2 nel nucleo arcuato ipotalamico

GLP-1     (Peptide1 Glucagone simile)                     Prodotta dalle cellule enterocromaffini (EC circa il
                                                           50% delle entero-endocrine) rappresenta il 95 %
                                                                 della serotonina all'interno del corpo.
PYY       (Peptide tirosina-tirosina)                     Le EC sono disperse su tutta la lunghezza del tratto
                                                           gastrointestinale e svolgono azioni importanti
5-HT      (Serotonina)                                      associate alla motilità rilevando l’ambiente
                                                               nutriente locale e secernendo serotonina.
GIP      (Peptide Insulinotropico glucosio-dipendente)

CCK       (Colecistochinina)                               E’ una incretina con azione simile al GLP1
                                                              rilasciata post-prandium dagli enterociti
                                                                   endocrni K dell’intestino tenue.
                                                           E’ stato notato che un suo incremento sia
 Prodotta prevalentemente intestino tenue superiore          associato all’aumento di adiposità
  in risposta al grasso alimentare e apporto proteico.
 Ruoli ben definiti nella regolazione dell’appetito,
   svuotamento gastrico, motilità e rilascio
         di acidi biliari e pancreatici
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Microbioma e Metabolismo
                             attraverso gli ormoni intestinali

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6477058/
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Biotina                    Anticorpo marcato
Superfici coattate                                                                              Schema di base del
con Streptavidina
                                          antigene                                               Principio di Azione
                                                                                             Tecniche Immunochimiche
Anticorpo                                Proteine
Antigene                                  Peptidi
di cattura                               Steroidi       Prodotti
biotininati                              Farmaci
 adesi su                                Ammine
                                                        da dosare                               Marcatore
superficie
                                                                                                Isotopi (RIA, IRMA)
    Biotina                                                                                     Sostanze fluorescenti (FIA, FPIA, MEIA)
                                               Anti-anticorpo marcato
                                                                                                Sostanze luminescenti (CLIA, LIA)
              antigene                                                                          Enzimi (ELISA)

             Proteine                         Anticorpi/Auto-anticorpi
              Peptidi
             Steroidi
                                                       da dosare
             Farmaci
             Ammine
                                                                                                                           Mauro Mario Amato
                             substrato                                                                                      All Rights Reserved

            enzima                                                                             Legenda
                                                                      anticorpo secondario
                                                                                               RIA= Radio Immuno Assay
                                                                            marcato            IRMA= Immunoradiometric Assay
                         anticorpo primario
                              marcato                                                          FIA=    Fluorescent Immuno Assay
 antigene
                                                                                               FPIA= Fluorescent Polarized Immuno Assay
                        Test Diretto                                                           MEIA= Microparticle Enzyme Immuno Assay
                                                     Test Indiretto
                                                                                               CLIA= Chemi Luminescent Immuno Assay
                                                                                               LIA=   Luminescent Immuno Assay
                                                                                               ELISA= Enzyme-Linked Immunosorbent Assay

                                                                                               ELISA= Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
  anticorpo                     Test di Cattura
  di cattura                      (sandwich)
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DISBIOSI

   Acidi grassi a catena corta                                Acetato (circa 50%)
       fecali (Fecal SCFA)                    90-95%          Propionato (circa 20%)
                                                                                                                       (HPLC-MS)
         (fermentazione delle fibre)                                                                                   High-Performance Liquid
                                                              Butirrato (circa 20%)                                    Chromatography
                                                                                                                       Mass Spectrometry
                                                                                                                     campione feci

  - Il consumo di fibre favorisce la crescita di batteri                                                            urine
      sani come Lattobacilli, Bifidobatteri e Prevotella                                   trattamento
      inibendo la proliferazione
                            IL-1 di E.coli e Salmonella
       Citochine
            benefico sulla TNF
                                    spettro di azione su grande varietà di cellule/tessuti                                  Immunochimica
    - Ruolo
infiammatorie   primarie
                            permebilità intestinale
                           IL-6                  molecola responsabile della produzione di proteine di fase acuta
      aumentano la diversità delle specie batteriche                                         Gas-cromatografia
  - Capacità di inibire la produzione citochine
      pro-infiammatorie
      Resistenza         come NF-κΒ,
                         Anticamera per il IFN-y
                                           diabete e TNF-α
                                                                                    - Insulina
       Insulinica                                   immunochimica
                                                                                    - Curva Insulinemica da carico orale di glucosio
  -   Attività  antitumorale con modulazione della
      HDAC (Istone Deacetilasi) e inibizione della                                  - Indice HOMA-IR
      proliferazione cellulare e apoptosi. equazioni matematiche                    - Indice QUICKI e OGIS

  - Nelle MICI evidenziata
 Lipopolisaccaridi         scarsadella
                        Componenti produzione
                                       parete esterna dei gram- (Lipide A
                                 enterobatteri ) attivanti l’infiammazione
      Endotossine
      di butirrato disbiosi-dipendente
   - Test pirogeno del coniglio (test in vivo)
   - Test del Limulus (capacità del lisato di amebociti dell’emolinfa di gelificare in presenza di piccolissime quantità di endotossina
   - Test cromogenico (lisato modificato di Limulus e substrato cromogeno )
                                                          Mauro
   - ELISA test (immunoenzimatizo basato sul dosaggio delle        Mario Amato
                                                                LPS)
                                                            All Rights Reserved
MICROBIOTA E DISBIOSI - Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI - Webinar Giovedì 16.04.2020 - Slam Formazione
Ruolo chiave SCFAs
                             metabolismo locale, intermedio e periferico

                                                           Mauro Amato

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4939913/
MICROBIOTA E DISBIOSI - Il laboratorio e le più comuni Patologie da DISBIOSI - Webinar Giovedì 16.04.2020 - Slam Formazione
Ruolo chiave dei SCFAs
                                                    dialogo Intestino-Cervello

                                                                 Mauro Amato

https://www.nature.com/articles/s41575-019-0157-3
Effetti benefici SCFAs
                            Metabolismo e salute CVD

                                                        Mauro Amato

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6244749/
DISBIOSI
                                                                                            (HPLC-MS)
               TMA                                                trattamento               High-Performance Liquid
                                                                                            Chromatography
           (trimetilamina)                         campione                                 Mass Spectrometry
                                                     feci                                                                     Dosaggio
                                                                                     plasma
                             fegato
                                        Flavina Monoossigenai 3
                                                                    TMAO                           Immunochimica
                                                              (trimetilamina-Ossido)

     - TMAO prodotto dal metabolismo batterico intestinale
        durante la digestione della colina, lecitina e carnitina
        presenti nelle carniIL-1
                              rosse, fegato, uova e altri prodotti
        animali.
      Citochine            TNF      spettro di azione su grande varietà di cellule/tessuti                             Immunochimica
        L’aumentato
infiammatorie primarieconsumo
                           IL-6favorisce molecola
                                          lo sviluppo    di flora
                                                   responsabile della produzione di proteine di fase acuta

         TMAO produttore (Proteus, Desulfovibrio, Klebsiella)
     - L’aumento della concentrazione è aterogenica e
     Resistenza         Anticamera per il diabete
        correlata non solo alle CVD e Ictus ma anche alla                            - Insulina
      Insulinica
        Sindrome Metabolica
                                                  immunochimica
                                                                                     - Curva Insulinemica da carico orale di glucosio

                                                                                     - Indice HOMA-IR
     - Aumento concentrazione TMAO siequazioniassocia  anche alle
                                                     matematiche
                                                                          - Indice QUICKI e OGIS
       malattie renali, al Diabete tipo 2 alla morte precoce
       per qualsiasi causaComponenti della parete esterna dei gram- (Lipide A
  Lipopolisaccaridi
                                 enterobatteri ) attivanti l’infiammazione
     Endotossine
    - Evidenziato dosaggio triplicato nei i soggetti con
       dieta
    - Test     riccadeldiconiglio
           pirogeno        carne(test
                                   rossa     rispetto alla dieta ricca di
                                        in vivo)
       carni
    - Test delbianche    o proteine
               Limulus (capacità         perdivegetali.
                                  del lisato     amebociti dell’emolinfa di gelificare in presenza di piccolissime quantità di endotossina
    - Test cromogenico (lisato modificato di Limulus e substrato cromogeno )Mauro Mario Amato
    - ELISA test (immunoenzimatizo basato sul dosaggio delle LPS)            All Rights Reserved
Correlazone diretta
                           TMAO/Eventi CVD avversi maggiori
                              TMAO/Disturbi Neurologici

Mauro Amato
              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6213249/
TMAO
marcatore precoce per la
  Sindrome Metabolica

                                                                                                                                              Mauro Amato

   https://www.researchgate.net/publication/329649472_Trimethylamine-N-oxide_TMAO_as_Novel_Potential_Biomarker_of_Early_Predictors_of_Metabolic_Syndrome
DISBIOSI
                                                 laboratorio
                                                                     Dosaggio Immunochimico

                                   IL-1
          Citochine                TNFα
     infiammatorie primarie        IL-6                    - Citochina secreta da vari tipi cellulari
                                                               (macrofagi, monociti, cellule dendritiche,
                                                               fibroblasti e cellule endoteliali) spettro di
                                                               azione su grande varietà di cellule/tessuti
                                                           -   Stimola il fegato a produrre le proteine di
- Citochina prodotta da leucociti attivati è                   fase acuta
    implicata nella regolazione della risposta
    immunitaria                                                 Citochina coinvolta nella risposta
-   Marcatore di attivazione del sistema                        infiammatoria e nell’induzione di
    immunitario                                                 apoptosi.
-   Stimola inoltre la produzione
    delle proteine della fase acuta
                                                      Citochina

                   Recettore cellulare

                                                                                        Mauro Mario Amato
                                      Risposta infiammatoria                             All Rights Reserved
Disbiosi e produzione anormale
                                                               di citochine infiammatorie

  Resistenza               Anticamera per il diabete
                                                                               - Insulina
  Insulinica                                           immunochimica
                                                                               - Curva Insulinemica da carico orale di glucosio

                                                                               - Indice HOMA-IR
                                                equazioni matematiche
                                                                               - Indice QUICKI e OGIS

Lipopolisaccaridi            Componenti della parete esterna dei gram- (Lipide A
                             enterobatteri ) attivanti l’infiammazione
  Endotossine

 - Test pirogeno del coniglio (test in vivo)
 - Test
   Maurodel Limulus (capacità del lisato di amebociti dell’emolinfa di gelificare in presenza di piccolissime quantità di endotossina
          Amato
 - Test cromogenico (lisato modificato di Limulus e substrato cromogeno )
 - ELISA test (immunoenzimatizo basato sul dosaggio delle LPS)                  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5131922/
Interazione Microbiota-Immunità in
                                         caso di cancro

Mauro Amato

              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6387318/
Correlazione
                             Microbiota/Infiammazione/NAFLD

Mauro Amato

              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5797576/
Correlazione
                                 Microbiota/Infiammazione Intestinale
                                in relazione a Dieta/Stress estrinseco

Mauro Amato
              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6722800/
DISBIOSI
  Resistenza Insulinica
                                       - Clamp Euglicemico-iperinsulinemico
                                         (Test gold-standard abbastanza invasivo)
                                       - Curva Insulinemica da carico orale di glucosio
Funzioni matematiche
HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment – Insulin Resistance)
HOMA-β (Homeostasis Model Assessment – β cell function)
Indice QUICKI (Quantitative Insulin sensitivity Check Index)

InsuTAG
TyG Index (Indice Trigliceridi-Glucosio)
Trigliceridi/HDL Ratio (Rapporto Trigliceridi-HDL-Colesterolo a digiuno)

      Mauro Mario Amato
       All Rights Reserved
Ruolo microbioma
                              Obesità e Resistenza insulinica

Mauro Amato
              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31087391
- Componenti parete batteri gram- (enterobatteri)
Lipopolisaccaridi         (LPS)       - Endotossine o Lipoglicani
                                      - Antigene     O (somatico)    Core           Lipide A
      Laboratorio

    Limulus Test Limulus Amoebocyte Lysate (LAL)
    Test Cromogenico
    Test Immunoturbidimetrico
    Immunochimico (ELISA LPS specifico)
                                                                                                                              Est.
                       Presenza nel lisato di amebociti di Limulus
                    Poliphemus di un proenzima che attivato da LPS
                      determina la gelificazione del lisato stesso
                                                                          oligosacaride                                       Int.

         Basato sulla reazione anticorpo (anti-LPS
        adesi microtiter) e antigene (LPS presenti
           nel campione) con sviluppo di colore di
        intensità proporzionale alla quantità di LPS

        Basato sulla reazione anticorpo (anti-LPS presente
         in ambiente di reazione) e antigene (LPS presenti
        nel campione) con sviluppo e misura della torbidità                                 Responsabile
                 proporzionale alla quantità di LPS                                        della gran parte
                                                                                           della tossicità
        Sviluppo colore in seguito all’attivazione del                                         batterica
           proenzima Factor C da parte del LAL.
           Intensità del colore proporzionale alla
        quantità di LPS presenti nei liquidi biologici.              Disbiosi
                      Test aspecifico
                                                                                                              Mauro Mario Amato
                                                                                                               All Rights Reserved
Metodi per determinazione
                                             Lipopolisaccaridi

              https://www.intechopen.com/books/-i-escherichia-coli-i-recent-advances-
               on-physiology-pathogenesis-and-biotechnological-applications/detection-
                          methods-for-lipopolysaccharides-past-and-present

Mauro Amato
Lipopolisaccaridi (LPS)                    Componenti della parete esterna dei gram- (Lipide A enterobatteri ) attivanti l’infiammazione

          Endotossine
 Acidi grassi a catena corta                - Test pirogenoAcetato
                                                             del coniglio
                                                                     (circa 50%)
     fecali (fecal SCFA)                    - Test
                                          90-95%   del Limulus (capacità
                                                           Propionato      del lisato
                                                                         (circa                     Gas-cromatografia
                                                                                20%) di amebociti dell’emolinfa di gelificare in presenza
   (fermentazione delle fibre)                di piccolissime quantità(circa
                                                           Butirrato    di endotossina
                                                                              20%)
                                             - Test cromogenico (lisato modificato di Limulus e substrato cromogeno )
                                             - ELISA test (immunoenzimatizo basato sul dosaggio delle LPS)
                                 - La TMAO è un sottoprodotto dei batteri intestinali durante la               (HPLC-MS)
                                 digestione di componenti delle carni rosse, uova e derivati del latte.        High-Performance Liquid
                                                                                                               Chromatography
       TMAO                      - L’aumento di concentrazione legata non solo alle CVD ma anche alla MetS.
                                                                                                                          Mass Spectrometry
 (trimetilannina ossido)         - Evidenziato dosaggio triplicato nei i soggetti con dieta ricca di carne
                                 rossa rispetto alla dieta ricca di carni bianche o proteine per vegetali.
                                                                                                                       urine

                                   IL-1                                                                            Correlazione diretta
      Citochine                    TNF       spettro di azione su grande varietà di cellule/tessuti                  LPS/Leaky   Gut
                                                                                                                        Immunochimica
infiammatorie primarie             IL-6             molecola responsabile della produzione di proteine di fase acuta

     Resistenza                  Anticamera per il diabete
                                                                                       - Insulina
     Insulinica                                               immunochimica
                                                                                       - Curva Insulinemica da carico orale di glucosio

                                                                                       - Indice HOMA-IR
                                                      equazioni matematiche
                                                                                       - Indice QUICKI e OGIS

     Mauro Amato

                                                                                         https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3562736/
Associazione diretta           Associazione inversa
LPS/Fibrillazione atriale      Dieta mediterranea/LPS

                                                          Mauro Amato

          https://www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/JAHA.117.005784
Ribosoma batterico
                             70S                            Identificazione MICROBIOTA
                                                               16S rRNA gene sequencing
                                            Subunità
                                              50S

                                                             Studio Gene codificante 16S rRNA

                                                                     informazioni tassonomiche
        Subunità
          30S
                                                            - Geni 16S rRNA sono un misto di zone
                                                              ipervariabili e zone conservate
                                                            - Studiando zone diverse dello stesso gene si ottengono
                                                              informazioni a diverso livello tassonomico

     Amplificazione PCR
                               Geni molto   Zone geniche           Regioni             Zone random
                               conservati   ipervariabili        spaziatrici            nel genoma

                                Genere        Specie             Sottospecie              Ceppo
Mauro Mario Amato
 All Rights Reserved
Identificazione MICROBIOTA
                  16S rRNA gene sequencing
                                                   Gene 16S rRNA

Campione feci           Estrazione del DNA
                                                                     Amplificazione PCR

DNA Data Bank

                       Sequenziamento DNA
                                                 Purificazione
                                                  16S rRNA             Separazione DNA
                                                                    elettroforesi su gel di agarosio

                       Identificazione
                                 Fotografia istantanea legata al
                                 solo momento del prelievo fecale
                                                                             Mauro Mario Amato
                                                                               All Rights Reserved
Composizione Microbiota
                                                             in funzione della dieta, età,
                                                                 ambiente e malattie

              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30634578

Mauro Amato
Mauro Amato
                MICROBIOTA Intestinale   90%

        Gram+

        Gram+

Mauro
Amato
MICROBIOTA Intestinale   10%

Gram+

Gram-

Gram-

                                       Mauro Amato
Nature Microbiology

      Biogeografia
  microbiota intestinale

                   https://www.researchgate.net/publication/283264463_Gut_biogeography_of_the_bacterial_microbiota
Mauro Amato
MICROBIOTA Intestinale

                                Le famiglie batteriche
                                  riflettono differenze
                                     fisiologiche lungo
                                 l'intestino in funzione
                                della carica batterica,
                                del pH, delle sostanze
                                antimicrobiche (compresi
                                   i secreti biliari) e del
                                       tenore di O2

         www.nature.com/micro
                                                 Mauro Amato
Firmicuti/Bacteroiditi
                                                                        e target glicemico
                                                                       ottimale dell’ospite

              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6363653/

Mauro Amato
Sono numerose le   malattie/sindromi in qualche modo collegate alla Disbiosi intestinale
Le più studiate:

Gastrointestinali: MICI, IBS, Cancro colon-retto, Infezione da Clostridium difficile

Malattie croniche: Morbo di Alzheimer e di Parkinson, Disordini Spettro Autistico,
Sindrome da stanchezza cronica

Malattie autoimmuni: Artrite reumatoide, Sclerosi multipla, DMT1

Metabolismo: Obesità, Sindrome metabolica, DMT2

                                                                            Mauro Mario Amato
                                                                             All Rights Reserved
Mauro Amato

                             Ruolo microbiota nella
                               patogenesi MICI

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29285689
Diversità Microbiota
     durante gli stadi
attivi/inattivi del CD e UC

Mauro Amato

                              https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2018.00304/full
Frontiers in Microbiology
        August 2018 | Volume 9 | Article 1835

                The Human Gut Microbiome
       A Potential Controller of Wellness and Disease

Tipo di Disbiosi/Specificità di malattia

                                                Mauro Amato
Specificità di Malattia/Microbiota implicato

Mauro Amato   https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.01510/full
DISBIOSI e IBD/MICI                                  (Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali)

    Alterazione
    Microbiota                              Lume                                                         Fattori
                                                                                                        Ambientali
                                                                                        Stress psicologico    Dieta e stato sociale
                                                            laboratorio                 Fumo di sigaretta
                               Difetti epiteliali con                                                         Farmaci
                                                                                            (Crohn)
                              lesione delle giunzioni
                                                                                                              Contraccezione orale
                                                                                        Appendicectomia

  Anomala sensibiliz.                                                                      metaboliti             citochine
                                              Mucosa                      Alterazione                                            Immunità
      delle APC
                                                                          Microbiota                     MICI                  compromessa
                                                                          Leaky Gut
                                 Anomala presentazione
                                     degli antigeni

         citochine
                                                                                                   Predisposizione
                                                                                                      Genetica
                          Reattività sbilanciata
                        cellule immunocompetenti                      Si associano:
                                                                      - Emocromocitometrico, sideremia, ferritina
                                                                      - Ricerca sangue occulto e leucociti fecali
                                                                      - Test di permeabilità intestinale (Zonulina)
                                                                      - Determinazione Tossina A/B Clostridium diff.
Test di I livello                                                     - α1-Antitripsina
- VES, PCR e ß2-Microglobulina                                        - Viro-immunologia: HBV, HCV, HIV, EBV, CMV
- Calprotectina e Lactoferrina fecale                                 - Coprocoltura e parassitologico feci
- Anticorpi anti-citoplasma dei neutrofili (ANCA)                     - Zinco e Magnesio
                                                                                                                              Mauro Mario Amato
                                                                      - Vit. B12, Acido Folico
- Anticorpi anti-Saccharomyces Cerevisiae (ASCA)                                                                               All Rights Reserved
EUBIOSI

                         DISBIOSI

                       PERMEABILITA’
                        INTESTINALE

Mauro Mario Amato
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DISBIOSI                         TEST DI PERMEABILITA’ INTESTINALE
                                                       (Rapporto Lattulosio/Mannitolo)
            Lattulosio       Mannitolo    Lattulosio

                                                            - Test diretto più comune per una Leaky Gut:
                                                                Utilizza il Lattulosio come grossa molecola e il
                                                                Mannitolo come piccola.
                                                                Normalmente il Lattulosio viene assorbito soltanto
                                                                per l’1% mentre il Mannitolo per circa il 14%
                                                            -   Essendo zuccheri non metabolizzabili si
                                                                ritroveranno escreti nelle urine.

                                                            -   Dopo aver fatto osservare alcune precauzioni, al
                                                                paziente vengono somministrati 5 gr. di Lattulosio
                         Flusso ematico                         e 1 gr. di Mannitolo.
                                                            -   Dopo 6 ore si dosano, in un campione di urine dello
                                                                stesso paziente, questi due composti.

                                                                Il rapporto Lattulosio/Mannitolo deve essere
                                                                inferiore a 0.03 (in un intestino sano passeranno
                                                                nel flusso ematico e saranno escrete solo le
                                                                molecole più piccole di mannitolo).

                                                            -   La presenza di molecole di Lattulosio (più grandi)
                                                                nelle urine è indicativa di Aumentata
Mauro Mario Amato                                               Permeabilità Intestinale
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PERMEABILITA’ INTESTINALE
                                   Tight Junction e Zonulina                                                       Mauro Mario Amato
                                                                                               Disbiosi              All Rights Reserved

        < 38.0          ng/ml               dosaggio
           siero/plasma                   immunochimico

         14-108 ng/ml
                 feci                                                                      Perdita di aderenza
                                                                                              intercellulare
                                    Lume intestinale   Zonulina                                                      Enterocita
                                                                                                                    danneggiato

Tight Junction (TJ)
 (giunzioni strette)

Adherens Junction (AJ)
   (giunzioni aderenti)

                                                  Membrana basale               Passaggio paracellulare    Passaggio transcellulare
Junctional Adhesion Molecules (JAM)
    (molecole di adesione giunzionale)
                                                               Claudine                  Reazioni immunitarie

 - Prodotta dalle cellule enteriche (correlata
    all’Aptoglobina)                                           Occludine                                  Actina             Miosina
 - Modula la permeabilità delle tight junction               Zonulina                                     Recettore Zonulina
 - Considerato “ormone” regolatore della                  (pre-Aptoglobina 2)
                                                               (pre-HP2)                                  MLCK
   permeabilità intestinale                                                                               (Miosine Light Chain Kinase)
DIALOGO INTESTINO-CERVELLO E LEAKY GUT

           Conseguenze neuropsichiatriche
   correlate all’aumentata permeabilità intestinale

    Frontiers in Cellular Neuroscience 10.3389/fncel.2015.00392
                                                                  Mauro Amato
Biomarcatori di Leaky Gut

- Zonulina sierica/fecale
                                                                      In condizioni normali
                                                                         non è rilevabile
- I-FABP (Intestinal Fatty Acid Binding Protein) plasma/urine

- IL-6     (Interleuchina 6) plasma/siero           Immunochimica/ELISA

 Immunochimica/Elettrochemiluminescenza ultra-sensibile               fino a 1.8 pg/mL

                                                                      Mauro Mario Amato
                                                                          All Rights Reserved
Coinvolgimento della zonulina
                   nelle MICI

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21688370.2016.1251384

                                                              Mauro Amato
Aptoglobila/Zonulina
 Ruolo nelle MICI

                https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.4161/tisb.27321?needAccess=true   Mauro Amato
Associazione diretta
                                                  tra Zonulina serica e
                                                  Iperlididemia/Obesità

Mauro Amato

              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5372598/
LPS e Zonulina quali                            Associazione diretta
Biomarcatori di proinfiammazione DMT2        LPS e Zonulina serica e Infiammazione/DMT2

                                        https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24347174

                                                                               Mauro Amato
Associazione diretta
                Zonulina serica/PCOS

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25336505

                                               Mauro Amato
Associazione
                                                          Aumentata Permeabilità intestinale
                                                        Depressione e Comportamento suicidario

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6587489/                              Mauro Amato
SINDROME DELL’INTESTINO IRRITABILE (IBS) – Criteri diagnostici Consensus Roma IV

                                               Forma delle feci scala Bristol (Lewis e Heaton, 1997, mod.)

                                                            Il 25% è la soglia
                        Dure/Grumose %                     per la classificazione

                                            Diarrea sciolta/acquosa %                    Mauro Mario Amato
                                                                                           All Rights Reserved
SINDROME DELL’INTESTINO IRRITABILE (IBS)
                                                 Laboratorio

 Indagini di laboratorio:
                                                                                                     Mauro Mario Amato
 - VES, PCR e ß2-Microglobulina                                                                       All Rights Reserved

 - Calprotectina/Lattoferrina fecale
 - Sideremia e Ferritina
 - FOB ed Esame urine
 - Anti-Transglutaminasi tissutale IgA e IgA totali

Indagini di seconda istanza:

- Studio Ormonale (steroidi sessuali e corticosteroidi,
   tiroidei, gastrina, somatostatina, motilina, serotonina)
- OCT (velocità di transito oro-cecale)
- Zonulina

 - Anti-CdtB (Cytolethal Distending toxin B)                          Test di 2^ generazione che
 - Anti-Vinculina                                                  differenziano IBS-D dalle MICI

CDT (proteina batterica) induce rotture del doppio   Vinculina proteina per l’ancoraggio filamenti
filamento del DNA con morte cellulare o mutagenesi   actina/citoscheletro alla membrana cellulare.
Anti-CdtB/Anti-vinculina elevati
                                                    in IBS rispetto ai IBD

                                                                      Mauro Amato
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31152332
Zonulina sierica alta in
    IBS/Celiachia

 Correlazione diretta
   Zonulina/IBS-D

                           https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6545708/

      Mauro Amato
In presenza di sintomi principali:   Dolore addominale – Diarrea – Febbre – Perdita di peso

                  Esclusione                Dosaggio                       Esclusione
                  Celiachia           Calprotectina fecale           Gastroenteriti infettive

- Anti-tTG                                                                            - Sangue occulto e leucociti fecali
- IgA totali                                                                          - Tossina A/B Clostridium difficile
- Anti-DGP                                                                            - Viro-immunologia: HBV, HCV, HIV,
- Anti-EMA             < 50    µg/g     50-200 µg/g          > 200   µg/g               EBV, CMV
- Indagine genetica                                                                   - Coprocoltura e parassitologico feci
 HLA DQ2-DQ8

            IBS                 Bassa attività infiammatoria               Alta attività infiammatoria
  Disordine funzionale              MICI in remissione                         MICI stadio attivo

  Ulteriori indagini per               Ulteriori indagini                    Differenziazione CD/UC
           IBS                          (imaging, biopsia)                   (sierologia per ASCA/ANCA)

  Tratto da ORGENTEC Diagnostika
                                                               Mauro Mario Amato
                                                                All Rights Reserved
CALPROTECTINA FECALE

Mauro Mario Amato
 All Rights Reserved                                         - Proteina antimicrobica (legante il
                                                               calcio) essenzialmente presente
                                                               nei neutrofili.
                                               Neutrofili
                                                               La sua presenza nelle feci è
                                                               utilizzata come indice di
                                                               infiltrazione di neutrofili nel
                                                Neutrofili     lume intestinale.
   Calprotectina                                               Test per la determinazione della
                                                               calprotectina fecale (marker di
                                                               flogosi intestinale).
                                                               Verifica, in modo non invasivo
                                              CALPREST
                                                               la presenza di uno stato
                                                               infiammatorio intestinale.
                       Calprotectina fecale                   -La calprotectina fecale aumenta
                                                               in oltre il 95% dei pazienti con
                                                               MICI.
- Il Calprest può differenziare (in modo affidabile)
  i soggetti con MICI da quelli con IBS
- Il Calprest negativo esclude (con quasi certezza)             Dosaggio immunochimico

  una infiammazione della mucosa intestinale
- Usato anche in casi pediatrici                                   Valori riferimento
                                                             border-line 35-50 ug/g feci
LATTOFERRINA FECALE

                                                                    -    Detta anche Lattotransferrina è
                                                                         proteina legante il ferro presente
                                                                         come “scorta” nei granuli dei
                                                                         neutrofili.
                                              neutrofili                -La sua presenza nelle feci è
                                                                         utilizzata come indice di
                                                                         infiltrazione di neutrofili nel lume
                                             neutrofili                  intestinale (marker di flogosi intestnale)
    Lattoferrina
                                                                        -Come la calprotectina verifica, in
                                                                         modo non invasivo la presenza di
                                                                         uno stato infiammatorio
                                                                         intestinale.

                                                                        -La lattoferrina e calprotectina
                   Lattoferrina fecale                                   fecale aumentano nel 95-98%
                                                                         dei pazienti con MICI
                                                                         Dosaggio utile al monitoraggio
                                                                         dello status di malattia
- Il Calprest e Lattoferrina negativi escludono
                                                          Dosaggio
   (con quasi totale certezza) una infiammazione        immunochimico
   della mucosa intestinale
- Usato anche in casi pediatrici                      Assente in                          Mauro Mario Amato
                                                   condizioni normali                      All Rights Reserved
Mauro Amato
CALPROTECTINA e LATTOFERRINA
   Immunocromatografia a flusso laterale (dispositivo CARD)                       Mauro Mario Amato
                                                                                   All Rights Reserved

                                                       zona           zona
                                                     coniugato   test/controllo

Test Positivo: due bande colorate in rosso
Test Negativo: una sola banda rossa              zona                zona
                                               campione            lettura
CALPROTECTINA e LATTOFERRINA
 Immunocromatografia
        MICI         a flusso laterale (dispositivo CARD)

                                   Neutrofili

                                    Neutrofili
Lattoferrina

                           Lattoferrina fecale

                                     Verde   Controllo
                                     Rosso   Calprotectina
                                     Azzurro Lattoferrina

                                                             Mauro Amato
Ruolo microbioma
                                                     patogenesi IBS

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6039952/
                                                                       Mauro Amato
Disbiosi             SIBO        (Small Intestinal Bacterial Overgrowth)
                             Sovracrescita Batterica del Tenue
                                                                                       Mauro Mario Amato
                                                                                         All Rights Reserved

                                                       Normalmente il tenue possiede una minima
                                                       concentrazione di flora microbica non in
                                                       grado di fermentare i carboidrati.

                                                       La SIBO è invece caratterizzata dalla
                                                       presenza nel tenue di batteri carboidrati-
                                                       fermentanti causa di disturbi intestinali.

Test Gold-Standard
   Aspirato/coltura dell'intestino tenue
   Significatività clinica con crescita di 103-105 ufc/ml
   Test invasivo
SIBO
Sovracrescita Batterica del Tenue - Sintomatologia

                                               Mauro Mario Amato
                                                 All Rights Reserved
SIBO    (Small Intestinal Bacterial Overgrowth)
     H2-GLUCOSIO BREATH TEST

      Indagine di laboratorio per la determinazione
      della SIBO

      Il protocollo standard prevede:
      - Informativa al circa l’esecuzione del test
      - Misurazione concentrazione di H2
        nell’espirato (T0)
      - Somministrazione di 50 g di Glucosio
        solubilizzati in 200 ml di acqua dopo un
        digiuno di almeno 10 ore
      - Misurazione della concentrazione di H2
        nell’espirato ai tempi T20, T40, T60, T80,
        T100, T120

      - Elaborazione dei dati

       Condizioni Normali
  Il glucosio viene completamente
   assorbito a livello del digiuno e
quindi non si rileva un aumento
  della concentrazione di H2           Mauro Mario Amato
                                         All Rights Reserved
NORME DI PREPARAZIONE
               H2-Breath test (Lattosio, Lattulosio, Glucosio, Fruttosio)
                                  Informativa al paziente

5-7 giorni precedente il test
                                                 Farmaci da evitare:
Alimenti da evitare:
                                                 - Antibiotici, lassativi, antiacidi e inibitori di pompa
- Fermenti lattici e yogurt
                                                   (almeno 15-20 gg)
- Latte e derivati (latte animale)
                                                 - Farmaci non essenziali (da 12h prima del test)
- Preparati contenenti latte
- Salumi e affettati contenenti lattosio
                                                  Il paziente non deve avere in corso
Alimenti consentiti:                              diarrea significativa
- Prodotti a base di soia
- Latte di mandorla                              Dalle ore 21.00 del giorno precedente digiuno
- Riso e suoi preparati                          completo senza fumare (può bere liberamente
                                                 acqua non gassata).
                                                 Digiuno di circa 10-12 ore
DIETA DEL GIORNO PRIMA DEL TEST
                                                 La mattina dell’esame:
 Colazione: libera (evitando gli alimenti
                                                 - Lavaggio accurato dei denti
 di cui sopra)
                                                 - Pulizia cavo orale (con colluttorio se necessario)
 Pranzo: piatto di riso bollito con poco         - Non svolgere attività fisica e non fumare
 olio (entro le 14.30)
 Cena: carne o pesce e insalata con
 poco olio e sale (no limone)

 Astenersi da pasti intermedi
                                            Mauro Mario Amato
                                             All Rights Reserved
SIBO (Small Intestinal Bacterial Overgrowth)
                                                        H2-GLUCOSIO BREATH TEST

                                                                                     Mauro Amato
                                                                                    All Rights Reserved

                               DOB
                       (Delta Over Base)
                       >   12 ppm rispetto
                               al T0
                                                                                    Condizioni
                                                                                     Normali

H2 ppm significative
   già a 60 min

                                                    Condizione di SIBO
                                                Il glucosio fermentato nel tenue
                                                 (digiuno) e questo comporta un
                                               aumento della concentrazione
                                                di H2 nell’espirato con valori di
                                                  ppm già significativi a 60 min
SIBO
     H2-GLUCOSIO Breath test vs H2-LATTULOSIO Breath test

    Accuratezza diagnostica stimata 72%                                     Accuratezza diagnostica stimata 54%
         Meno probabilità di falsi positivi                                       Più probabilità di falsi positivi
 (glucosio ben assorbito e poco probabile che raggiunga il colon)          (lattulosio non assorbito e può raggiungere il colon)

     SIBO ileale spesso non evidenziabile                                      SIBO ileale spesso evidenziabile
          (in genere glucosio tutto assorbito prima)                           (lattulosio non assorbito e raggiunge l’ileo)

        Non idoneo per soggetti diabetici                                        Idoneo per soggetti diabetici
  Non idoneo per soggetti non-H2 producer                                       Non idoneo per soggetti con
         (associazione con la misurazione del CH4)                         tempo di transito intestinale aumentato
                                                                              Risultati associati all’età e sesso
                                                                              Non idoneo per non-H2 producer
                                                                                           (misurazione CH4)

Mauro Mario Amato
  All Rights Reserved
SENSIBILITÀ= probabilità che un malato risulti positivo
                               SPECIFICITÀ= probabilità che un sano risulti negativo

Update on diagnostic value of breath test in gastrointestinal and liver diseases
            World J Gastrointest Pathophysiol. 2016 Aug 15; 7(3): 256–265
SIBO Lattulosio-BT
                  donne: aumento probabilità positivi con l’età
                      uomini: diminuzione positivi con l’età

Mauro Amato

              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4814632/
Mauro Amato

                                                              Stato dell’arte sulla
                                                               SIBO pediatrica

              https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fped.2019.00363/full
SIBO Revisione sistematica con meta-analisi

Mauro Amato
              https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6955189/
SIBO Gestione Clinica e Terapeutica

Mauro Amato

              https://journals.lww.com/ctg/fulltext/2019/10000/small_intestinal_bacterial_overgrowth__clinical.2.aspx
SIBO   Mauro Amato

                           Mauro Amato
                          All Rights Reserved

 probabile SIBO

  Quantità di H2 ppm
significativa a 40 min.
DIABETICO con IBS

                                   SIBO
                              (picco a 113 min)

                           OCT= 210 min

  Quantità di H2 ppm
significativa a 75 min.
SIBO

                         Mauro Amato
                        All Rights Reserved

probabile SIBO
DISBIOSI   INFEZIONE DA CLOSTRIDIUM DIFFICILE

                      Tossine A e B

           Infectious Diseases and Therapy March 2017, Volume 6
DISBIOSI                INFEZIONE DA CLOSTRIDIUM DIFFICILE (Diagnosi di Laboratorio)

                                    - Determinazione Tossina A (Immunochimica/Immunocromatografia)
                   Linee guida
                      ISDA
                                    - Determinazione Tossina B         (Immunochimica/Immunocromatografia)

                                    - Determinazione C.difficile GDH
    Campione feci                     (Immunochimica/Immunocromatografia)

   C. difficile utilizza durante la sua crescita grande quantità di acido glutammico

           Citotossina principale responsabile delle lesioni della mucosa intestinale

                                 Enterotossina causa di diarrea e lesioni della mucosa

                                      Spore germinative                     Crescita vegetativa C. difficile

Microbiota in EUBIOSI             sali biliari secondari       inibizione
Grazie per la
vostra attenzione
 lab.amato@virgilio.it

          See you soon
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