La rivista scientifica italiana su fitness e movimento

Anno: 2021 Volume: 20212

Microbiota e cancro

Abstract

Italiano

Il microbiota intestinale rappresenta un ecosistema microbico complesso che influenza significativamente la salute dell'individuo attraverso la modulazione del sistema immunitario e dei processi infiammatori. Negli ultimi anni, ricerche pionieristiche hanno evidenziato il ruolo determinante del microbiota nella carcinogenesi e nella risposta terapeutica oncologica. Un microbiota in equilibrio produce acidi grassi a catena corta come il butirrato, che esercitano effetti antitumorali attraverso l'inibizione della proliferazione cellulare, l'induzione dell'apoptosi e il contrasto dell'angiogenesi. Al contrario, specie batteriche patogene come specifici ceppi di E. coli possono rilasciare tossine cancerogene che alterano il DNA e favoriscono lo sviluppo tumorale. La correlazione tra disbiosi microbica e tumori del colon, della mammella e del pancreas suggerisce potenziali applicazioni diagnostiche e terapeutiche. L'alimentazione e l'attività fisica rappresentano i principali modulatori del microbiota, configurandosi come strumenti preventivi fondamentali nella lotta contro il cancro.

English

The intestinal microbiota represents a complex microbial ecosystem that significantly influences individual health through modulation of the immune system and inflammatory processes. In recent years, pioneering research has highlighted the crucial role of microbiota in carcinogenesis and oncological therapeutic response. A balanced microbiota produces short-chain fatty acids such as butyrate, which exert antitumor effects through inhibition of cell proliferation, apoptosis induction, and angiogenesis suppression. Conversely, pathogenic bacterial species such as specific E. coli strains can release carcinogenic toxins that alter DNA and promote tumor development. The correlation between microbial dysbiosis and colon, breast, and pancreatic tumors suggests potential diagnostic and therapeutic applications. Diet and physical activity represent the main modulators of microbiota, serving as fundamental preventive tools in cancer prevention.

Keywords

Italiano

microbiota, cancro, carcinogenesi, prevenzione tumori, butirrato, e coli, screening oncologico, salute intestinale, infiammazione, sistema immunitario

English

microbiota, cancer, carcinogenesis, cancer prevention, butyrate, e coli, oncological screening, gut health, inflammation, immune system

Questo articolo esplora il ruolo cruciale del microbiota nella modulazione della salute umana, in particolare nella prevenzione e nel trattamento del cancro. Evidenzia come la diversità microbica possa influenzare la risposta alle terapie oncologiche e suggerisce che un microbiota equilibrato potrebbe ridurre gli effetti collaterali delle terapie e migliorare l'efficacia dei trattamenti. Inoltre, sottolinea l'importanza di alimentazione e attività fisica nella modulazione del microbiota.

Introduzione

Nel corso degli ultimi anni, il ruolo del microbiota come elemento determinante nell'influenzare la salute dell'individuo in relazione a numerosi aspetti e patologie, è stato confermato da un numero crescente di ricerche e pubblicazioni scientifiche. Queste hanno aperto un nuovo filone, sia per quanto attiene l'ambito preventivo, ma anche per quel che riguarda lo screening e l'approccio terapeutico.

Giova ricordare, riprendendo l'introduzione dell'articolo "Il microbiota umano: caratteristiche, funzioni e implicazioni per la salute dell'individuo" (Scienza e Movimento, n. 24/2021) che il microbiota rappresenta l'insieme dei microrganismi reperibili in un soggetto e che con esso instaurano un rapporto di simbiosi, ossia di convivenza. Sono distribuiti in vari distretti anatomici, tuttavia il microbiota intestinale è il più ricco per numero, specie e funzioni e probabilmente è anche il più importante.

Il microbiota intestinale individua quindi i batteri che colonizzano questa regione anatomica, ed è considerabile come un organo accessorio del corpo umano che, sebbene non trovi connessioni anatomiche, è funzionalmente interdipendente.

Microbiota e carcinogenesi

Nello sviluppo di un tumore giocano numerosi fattori, certamente una predisposizione genetica, ma fattori ambientali ed efficienza del sistema immunitario possono costituire l'innesco fondamentale. Il microbiota è direttamente implicato nella modulazione dell'efficienza del sistema immunitario, degli stati infiammatori e nella permeabilità intestinale, la cui compromissione favorisce l'assorbimento di sostanze tossiche anche con potenziale cancerogeno.

Ad esempio, è dimostrato che una delle tossine rilasciate da uno specifico ceppo di E. coli, la colibactina, provoca alterazioni nel DNA che inducono la comparsa del cancro dell'intestino, la correlazione è a tal punto diretta che si suppone possa in futuro divenire un elemento di screening1.

Un microbiota in salute agisce nella produzione diretta di acido butirrico e acidi grassi a catena corta (SCAFAs) in genere, che hanno il duplice ruolo di modulare i mediatori dell'infiammazione e di creare uno strato di rivestimento lipidico che preserva la funzionalità delle giunzioni intestinali, evitando la migrazione di prodotti che possono favorire la carcinogenesi.

Per quanto attiene il sistema immunitario, il ruolo del microbiota è a tal punto rilevante che opera fin dalle prime fasi della vita di un soggetto con ruolo immunomodulante. Specie batteriche improprie, al contrario, agiscono incrementando la produzione di mediatori proinfiammatori, sia a partire da sottoprodotti dell'alimentazione che dell'ospite sia mediante una azione diretta sul sistema immunitario.

In assenza di modulazione da parte delle specie batteriche intestinali, la loro azione prolungata nel tempo è fattore diretto nello sviluppo di forme tumorali.

Questo articolo esplora il ruolo cruciale del microbiota intestinale nel modulare la risposta del corpo umano a diverse terapie oncologiche, evidenziando come la diversità batterica possa influenzare sia l'efficacia dei trattamenti che il rischio di sviluppare tumori. Inoltre, propone l'adozione di una dieta ricca e variata per ottimizzare la popolazione batterica e migliorare la salute generale.

Microbiota e terapia oncologiche

Non meno importante è il legame tra microbiota e terapie oncologiche, sia in relazione agli effetti collaterali che possono derivarne, ma perfino in relazione alla reale efficacia. Ad esempio, nel caso di immunoterapia anti-PD1, basata su farmaci che agiscono sul check-point immunitario potenziando l'attività antitumorale del sistema immunitario medesimo, può determinarsi la modulazione indotta dal microbiota sia riducendo l'efficacia della terapia che, in alcuni casi, favorendo la ricaduta dopo la chemioterapia, come nel caso dei tumori colon-rettali.

L'alimentazione, in virtù di quanto avviene per effetto del metabolismo batterico, che è quindi microbiota-mediato, ha altrettante ripercussioni. Nel dettaglio la dieta può indurre i microbi nell'intestino a innescare cambiamenti nella risposta dell'ospite ai farmaci chemioterapici e questo evidentemente ha importanti implicazioni nel determinare la giusta dose efficace controllando al contempo gli effetti collaterali. Questo spiegherebbe anche le differenze in termini di risultati che ci si può aspettare da una terapia. I cambiamenti che la dieta innesca sul corredo batterico possono aumentare la tossicità di un farmaco chemioterapico fino a 100 volte, così come si può determinare perfino un'inversione della risposta del soggetto al farmaco13.

Conclusioni

A conclusione di una disamina che è giocoforza solo parziale ed estremamente riassuntiva di un quadro generale complesso e per molti aspetti ancora da indagare, emerge come il microbiota eserciti influenze per molti versi inaspettate sulla salute del soggetto.

Appare evidente che ciascuno vorrebbe avere una sorta di lista di azioni e alimenti da introdurre con la propria alimentazione al fine di ottimizzare la popolazione batterica traendo il massimo beneficio. Fornire ricette semplici è in realtà estremamente complesso in questa fase, sebbene sia possibile fare riferimento alle azioni che in ottica generale possono indurre la massima variabilità batterica possibile, favorendo specie notoriamente protettive per il soggetto.

Una alimentazione quanto più ricca e variata, con grande ricchezza di prodotti vegetali, alimenti fermentati, con una drastica riduzione di cibi raffinati, industrialmente lavorati o arricchiti di additivi, dolcificanti e simili, associato a una attività fisica non estenuante ma regolare, e una cottura che limiti l'impiego delle alte temperature o le braci, è certamente il mix di elementi incontrovertibilmente più efficaci in ottica preventiva basata sulla funzionalità microbica. I prodotti vegetali si rivelano utili sia nel favorire la diversificazione del microbiota che per la risposta derivante in termini di metaboliti prodotti, in accordo per altro con le più comuni linee guida sulla nutrizione. Senza per questo limitare i cibi di origine animale, ma probabilmente ridimensionando la comune tendenza all'abuso.

Molti fitochimici hanno un ruolo modulatorio di tipo positivo, per questo frutta e verdura stimolano elementi come la diversità. I fenoli inoltre agiscono direttamente come antiossidanti nei confronti dei radicali liberi prodotti e delle loro conseguenze, e questo si somma alla capacità di sostenere la proliferazione di specie positive.

Al contrario, l'impiego di additivi tipicamente presenti nei prodotti della lavorazione industriale incide negativamente e in breve tempo; anche solo per effetto degli emulsionanti si determina una iperespressione di LPS batterico con conseguente attivazione dei processi infiammatori e alterata apoptosi.

In ultimo, ma non meno importante, è doveroso uno sguardo all'uso improprio di antibiotici che è purtroppo un problema di dimensioni tali da aver dato luogo a gravi meccanismi di antibiotico-resistenza. Al netto di questa ulteriore conseguenza, diversi studi osservazionali hanno evidenziato una maggiore incidenza di alcune forme tumorali, come quella del colon prossimale, in soggetti che avevano fatto uso prolungato di classi molto comuni di antibiotici come amoxicillina o l'ampicillina, che agiscono in modo diretto anche sui batteri anaerobi del microbiota.

Bibliografia

  1. Amrita K. et al., (2016) Chemopreventive Metabolites Are Correlated with a Change in Intestinal Microbiota Measured in A-T Mice and Decreased Carcinogenesis. PLOS ONE, 2016
  2. Amy I. et. al, (2020) Gut Microbiota Modulate CD8 T Cell Responses to Influence Colitis-Associated Tumorigenesis. Cell Reports, 2020; 31 (1): 107471
  3. Cayetano Pleguezuelos-Manzano, et. al (2020), Mutational signature in colorectal cancer caused by genotoxic pks E. coli. Nature, 2020
  4. Claire Buchta Rosean, et. al, (2019) Pre-existing commensal dysbiosis is a host-intrinsic regulator of tissue inflammation and tumor cell dissemination in hormone receptor-positive breast cancer. Cancer Research, 2019; canres.3464.2018
  5. De Pascalis Pierluigi (2021), Il microbiota umano: caratteristiche, funzioni e implicazioni per la salute dell'individuo, Scienza e Movimento, 2021; 24, 38-47
  6. J. Ahn, et. al. (2013), Human Gut Microbiome and Risk of Colorectal Cancer. JNCI Journal of the National Cancer Institute, 2013
  7. Jieru Egeria Lin, et al (2012), GUCY2C Opposes Systemic Genotoxic Tumorigenesis by Regulating AKT-Dependent Intestinal Barrier Integrity. PLoS ONE, 2012; 7
  8. Mitsuko L Yamamoto, et al. (2014) Lymphoma caused by intestinal microbiota, Int J Environ Res Public Health. 2014 Sep 1;11(9):9038-49.
  9. Sheetal Parida, et al. (Sheetal Parida), A pro-carcinogenic colon microbe promotes breast tumorigenesis and metastatic progression and concomitantly activates Notch and -catenin axes. Cancer Discovery, 2021
  10. Shinichi Yachida, et. al, (2019) Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer. Nature Medicine, 2019; 25 (6): 968
  11. Smruti Pushalkar, et. al (2018) he Pancreatic Cancer Microbiome Promotes Oncogenesis by Induction of Innate and Adaptive Immune Suppression. Cancer Discovery, 2018
  12. Tomasello Giovanni, (2014) et Al., Dismicrobism in inflammatory bowel disease and colorectal cancer: Changes in response of colocytes, World J Gastroenterol. 2014 Dec 28; 20(48): 18121–18130.
  13. Wenfan Ke, et. al. (2020), Dietary serine-microbiota interaction enhances chemotherapeutic toxicity without altering drug conversion. Nature Communications, 2020

Vedi anche

Domande frequenti

Qual è il ruolo principale del microbiota intestinale nella prevenzione del cancro?

Il microbiota intestinale, composto principalmente da Firmicutes e Bacteroides, modula il sistema immunitario e gli stati infiammatori, producendo composti come il butirrato che contrastano la proliferazione cellulare tumorale e mantengono l'integrità intestinale, giocando un ruolo chiave nella prevenzione del cancro.

Come può un microbiota intestinale sbilanciato contribuire allo sviluppo del cancro?

Un microbiota sbilanciato può favorire la crescita di specie patogene, come specifici ceppi di E. coli che rilasciano tossine oncogeniche (es. colibactina), e promuovere stati infiammatori cronici che possono accelerare la carcinogenesi, non solo a livello intestinale ma anche in siti distanti.

Quali sono gli acidi grassi a catena corta prodotti dal microbiota e la loro importanza?

Gli acidi grassi a catena corta (SCFA) come il butirrato sono prodotti da un microbiota sano. Il butirrato è particolarmente importante perché contrasta la proliferazione delle cellule tumorali, fornisce energia alle cellule del colon e preserva l'integrità della barriera intestinale, riducendo il rischio di infiammazione e cancro.

Il microbiota influenza solo i tumori intestinali o anche altri tipi di cancro?

No, il microbiota influenza non solo i tumori locali del colon-retto, ma anche neoplasie distanti come il cancro mammario e pancreatico. Questo suggerisce un ruolo sistemico del microbiota nella prevenzione e progressione tumorale, evidenziando la sua importanza per la salute generale.

Quali sono i principali fattori che possono modulare positivamente il microbiota per la prevenzione del cancro?

Alimentazione e attività fisica sono i principali modulatori del microbiota. Una dieta ricca di fibre, prebiotici e probiotici, insieme a un'attività fisica regolare, può promuovere un microbiota sano e diversificato, rafforzando le difese contro il cancro.

In che modo l'analisi fecale potrebbe essere utilizzata in futuro per lo screening oncologico?

L'analisi fecale potrebbe diventare un futuro strumento di screening oncologico, permettendo di identificare alterazioni specifiche nel microbiota associate a un aumentato rischio di cancro o alla presenza di neoplasie in fase precoce, offrendo un approccio non invasivo e promettente per la diagnosi precoce.

Quali sono le specie batteriche chiave associate a un microbiota sano e a uno patogeno in relazione al cancro?

Un microbiota sano è caratterizzato da un'abbondanza di Firmicutes e Bacteroides, che producono composti benefici. Al contrario, la presenza di specie patogene come specifici ceppi di E. coli, che possono rilasciare tossine oncogeniche come la colibactina, è associata a un aumentato rischio di cancro.

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