Crescere insieme, batterio dopo batterio

Non solo dalla famiglia. Il microbioma di bambini e bambine viene modellato anche dalle relazioni sociali fin dalla tenera età. La conferma arriva da un lavoro condotto da studiose e studiosi al Dipartimento di Biologia cellulare, computazione e integrata dell’Università di Trento e pubblicato dalla rivista scientifica Nature. In particolare, il gruppo di ricerca di Metagenomica computazionale ha indagato la trasmissione del microbioma in contesti e fasce d’età finora mai esplorati. Per fare questo si è avvalso della collaborazione dell’Ufficio servizi per l'infanzia e istruzione del Comune di Trento e di tre nidi d'infanzia del territorio comunale.

In precedenti studi condotti sempre nello stesso laboratorio del Dipartimento Cibio era stata osservata la trasmissione di microbi nel corpo umano attraverso la madre già durante il parto e poi quella tra persone adulte conviventi. Ma la dinamica di come il microbioma della prima infanzia viene assemblato nei pochi anni dopo la nascita per diventare un ecosistema complesso e individuale in età adulta è ancora poco compresa. Questo articolo potrebbe rappresentare l’anello mancante della catena. 
Lo studio. L’ipotesi iniziale di chi ha condotto la ricerca era che i primi contesti sociali nella vita di un essere umano, come i nidi d'infanzia, potessero essere luoghi di scambio e acquisizione di microbi intestinali. Un processo che plasma il microbioma durante i primi cruciali mille giorni di vita di un individuo. L’analisi si è concentrata quindi su come vengono acquisite le componenti batteriche del microbioma. La risposta è: non solo dalla famiglia, ma anche - e forse di più - dalla società.
Le persone coinvolte sono state 134. Tra loro 41 frequentanti il primo anno di nido tra i 4 e i 15 mesi di età (sei i gruppi coinvolti delle tre strutture), i loro genitori, fratelli e sorelle e gli animali domestici presenti in famiglia, educatori, educatrici e personale in servizio nei nidi. Per un intero anno educativo, da settembre 2022 a luglio 2023, sono stati raccolti regolarmente campioni di ogni partecipante. Questi sono stati poi studiati attraverso il processo del sequenziamento metagenomico e dell’analisi bioinformatica dei dati ottenuti. Un’operazione che ha consentito di profilare le singole varianti delle specie batteriche (ceppi) e mappare la loro condivisione e trasmissione tra le persone nel tempo grazie anche a nuovi metodi informatici sviluppati appositamente dal gruppo di ricerca.

Il microbioma “sociale”. «Quello che abbiamo osservato – spiega Liviana Ricci, assegnista di ricerca al Dipartimento Cibio e prima firmataria dell’articolo – è che durante i primi tre mesi il numero di ceppi iniziava a essere condiviso da chi era nello stesso gruppo, ma non da coloro che frequentavano nidi d’infanzia diversi. Inizialmente, quindi, i bambini tra loro non avevano di norma nessun ceppo in comune. Alla fine della nostra attività abbiamo riscontrato che, in media, circa un 20 per cento dei ceppi presente in ognuno era condiviso con almeno un'altra persona al nido». Uno dei risultati descritti nello studio riguarda ad esempio il tracciamento di un singolo ceppo di Akkermansia muciniphila (una specie batterica comune nell'intestino). «Abbiamo rilevato – illustra Vitor Heidrich, anche lui assegnista di ricerca al Dipartimento Cibio, co- autore dello studio che si è occupato dell’analisi computazionale dei dati – il suo passaggio da una madre e un figlio a un coetaneo presente nella stessa classe, e infine ai genitori di quest’ultimo, dove ha sostituito addirittura un ceppo residente esistente». Tracciamenti simili sono stati individuati per molti ceppi distinti di ognuna delle centinaia di specie batteriche diverse, generando una mappa estremamente intricata di trasmissione microbica. Questo è un risultato rilevante per chi ha condotto il lavoro. «Condividere gli stessi spazi, interagire socialmente nel primo anno di vita con coetanei, contribuisce allo sviluppo del nostro microbioma tanto quanto l’acquisizione del microbioma dai membri della propria famiglia e questo porta a definire il corredo unico di batteri che ognuno di noi porta con sé» sottolinea Nicola Segata, professore di Genetica al Dipartimento Cibio e coordinatore scientifico del lavoro. 

Un altro aspetto interessante ha riguardato l’impatto dei trattamenti antibiotici sulla dinamica di trasmissione microbiologica. «L’assunzione di antibiotico non solo elimina il patogeno per il quale il farmaco viene assunto, ma come effetto indesiderato diminuisce anche la quantità e varietà batterica del microbioma. Nel bambino invece, ed è questa la novità – evidenzia Segata – nel periodo seguente al trattamento antibiotico si notava un incremento nell’acquisizione di nuovi ceppi o di nuove specie dai propri coetanei. Questo perché probabilmente il disequilibrio intestinale indotto dall’antibiotico rendeva l’intestino del bambino più pronto ad accogliere batteri esterni e ripristinare quindi una più adeguata configurazione microbica». Il risvolto pratico di queste conoscenze di base potrebbe riguardare future strategie di intervento basate sul microbioma. «L'uso della trasmissione artificiale del microbioma attraverso trapianti fecali in alcune categorie di pazienti oncologici sotto terapia immunoterapica, ad esempio – anticipa Segata – è già stato tentato con successo in altri studi a cui abbiamo contribuito e comprendere i modelli di trasmissione potrebbe portare a strategie preventive e ad approcci bioterapeutici mirati». Per la riuscita dello studio è stata fondamentale la collaborazione da parte di tutto il personale dei nidi, degli uffici comunali di Trento dedicati ai servizi per l’infanzia e delle famiglie coinvolte. «Questo è stato un vero lavoro di squadra multidisciplinare – sottolinea il gruppo di ricerca – e una testimonianza di come la scienza possa avere un impatto particolare quando costruita insieme alla comunità». 

L’articolo
Lo studio “Baby-to-baby strain transmission shapes the developing gut microbiome” rientra nell’ambito del progetto Erc “MicroTouch” di cui Nicola Segata è coordinatore. È pubblicato dalla rivista Nature. È disponibile a questo link: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09983-z