Il microbioma "sociale" nei nidi d'infanzia. Quanto conta crescere insieme

L’impatto dei microbi acquisiti nei nidi d'infanzia da bambini e bambine nel primo anno di età è simile a quello delle fonti familiari a partire dalla nascita. Di più, queste prime interazioni sociali tra piccolissimi risultano fondamentali perché influenzano e arricchiscono la diversità di ceppi microbici intestinali. Un processo che plasma il microbioma nei primi mille giorni di vita di un essere umano. A dirlo è lo studio Baby-to-baby strain transmission shapes the developing gut microbiome, pubblicato recentemente su Nature. Il lavoro, che rientra nel progetto Erc MicroTouch, è stato condotto da ricercatrici e ricercatori del dipartimento di Biologia Cellulare, Computazione e Integrata (CiBIO) dell’Università di Trento: in particolare, il gruppo di ricerca di Metagenomica computazionale ha indagato la trasmissione del microbioma in contesti e fasce d’età ancora inesplorati. Si legge nello studio: "Il microbioma della prima infanzia è ampiamente definito dalla trasmissione microbica materna tra la nascita e le prime settimane di vita, ma resta ancora da esplorare in che modo la relazione interpersonale plasmi ulteriormente lo sviluppo del microbioma durante il primo anno".

Ne abbiamo parlato con la prima autrice della ricerca, Liviana Ricci, assegnista di ricerca dell'ateneo di Trento. “Il contesto in cui nasce e si sviluppa questo lavoro è abbastanza ampio e complesso, non solo per la storia del nostro laboratorio, guidato da Nicola Segata, ma in generale per quel che riguarda gli studi sul microbiota intestinale umano - spiega Ricci a Il Bo Live -. L'aspetto più interessante è che si sta iniziando a capire che, nonostante si sappia molto sul microbiota, non si sa ancora bene da dove venga e come si formi. Sappiamo che è un processo complesso che inizia con il passaggio di microbi dai genitori, principalmente dalla madre, durante il parto. Inizialmente semplice, in pochi anni, durante l'infanzia, si sviluppa fino a diventare uno degli ecosistemi più complessi in natura". 

I primi contesti sociali

L’ipotesi iniziale (poi confermata) è che i primi contesti sociali possano essere luoghi di scambio e acquisizione di microbi intestinali. Un processo che plasma il microbioma durante i primi mille giorni di vita. Le componenti batteriche vengono acquisite non solo dalla famiglia ma, anche e forse di più, dalla società. "Ci siamo posti una domanda: l’essere umano come passa da un sistema semplice a uno complesso e individuale?", continua Ricci. "Partendo da un gap di conoscenza e dall'evidenza che l'asilo nido è un punto di incontro e scambio per molte malattie, ci siamo chiesti: i microbi 'buoni' si formano attraverso queste esperienze di scambio sociale tra coetanei?".

Lo studio ha coinvolto tre nidi d'infanzia di medie dimensioni del Comune di Trento e sei gruppi di bambini e bambine. Da settembre 2022 a luglio 2023 sono stati presi in considerazione 134 individui: 41 bambine e bambine del primo anno di nido, con un'età compresa tra i 4 e i 15 mesi, i loro genitori, i fratelli, le sorelle, gli animali domestici presenti in famiglia, e ancora, gli educatori, le educatrici e il personale in servizio nei tre nidi presi in considerazione. "Abbiamo selezionato classi del primo anno, una tela bianca rispetto ai contatti sociali con i coetanei: questa infatti è la loro prima volta fuori dal contesto familiare stretto. Li abbiamo seguiti per un anno, raccogliendo regolarmente campioni fecali e orali. Per studiare i campioni abbiamo applicato tecniche di sequenziamento e di metagenomica computazionale tracciando il passaggio dei ceppi microbici da una persona all'altra". Sono stati raccolti regolarmente campioni di ogni partecipante, poi analizzati anche attraverso nuovi metodi informatici sviluppati appositamente dal gruppo di ricerca, fino ad arrivare a profilare le singole varianti delle specie batteriche (ceppi) e mapparne la trasmissione tra le persone, nel tempo. 

Si tratta di uno studio capillare ma, in realtà, “sono bastati i dati del primo trimestre per avere l'evidenza più forte", precisa Ricci. "All'inizio i bambini di famiglie diverse non mostravano ceppi in comune, ma già dopo il primo mese, e in modo ancora più evidente dopo il primo trimestre, i bambini dello stesso gruppo ne avevano molti in comune. Questo apporto di specie, acquisito dai coetanei tramite l'interazione sociale, è risultato importante quanto quello acquisito dalla famiglia, che resta una fonte fondamentale e stabile ma ora l'apporto dei coetanei diventa comparabile non appena il bambino inizia a frequentare il nido". Uno dei risultati descritti nello studio riguarda il tracciamento di un singolo ceppo di Akkermansia muciniphila, specie batterica molto comune nell'intestino, "che passa da una mamma al proprio bambino, il quale a sua volta lo porta al nido, lo passa a un compagno e quest'ultimo infine lo porta a casa propria. Siamo riusciti a ricostruire questa catena con estrema precisione". 

Fratelli, sorelle, animali domestici

Un punto interessante riguarda la partecipazione allo studio, oltre ai genitori, anche di fratelli, sorelle e persino degli animali domestici. "Purtroppo per quanto riguarda gli animali domestici i numeri sono ridotti, solo tre cani e due gatti hanno partecipato: su un totale di oltre 1.000 campioni analizzati per gli altri partecipanti, la statistica relativa agli animali è meno consistente. Per quanto riguarda i fratelli e le sorelle, invece, possiamo esporci con grande sicurezza e questa è una delle scoperte più interessanti: i bambini che hanno fratelli o sorelle entrano all’asilo nido con un microbiota già più ricco e diversificato. Di conseguenza, acquisiscono meno dai coetanei al nido". 

C'è meno spazio libero, quindi? "È una sorta di dimostrazione della teoria della nicchia ecologica: se il microbiota è già complesso, c'è meno spazio per nuovi inserimenti. È un aspetto molto interessante, mai dimostrato prima. Avere fratelli o sorelle è un'ottima via per acquisire precocemente un microbioma sano. Sugli animali domestici, invece, abbiamo osservato una cosa curiosa: la trasmissione avveniva tra neonati e animali, ma non tra adulti e animali. Immagino che ciò accada non solo per il contatto fisico più stretto tra bimbi e animali, ma anche per una questione di semplicità. Il microbiota del bambino è così semplice e pronto a ricevere che probabilmente accoglie anche batteri che non sono strettamente adattati all'intestino umano, inclusi quelli degli animali. Il microbiota degli animali è meno conosciuto del nostro: abbiamo riscontrato qualche difficoltà nel tracciare i microbi con la stessa precisione che usiamo per gli umani, per i quali invece siamo stati in grado di tracciare ogni singola variante genetica, proprio come si fa per monitorare le varianti del Covid o di altre infezioni". 

I trattamenti antibiotici

Un altro aspetto interessante dello studio riguarda l’impatto dei trattamenti antibiotici sulla dinamica di trasmissione microbiologica. "Questo è sicuramente un aspetto sensibile. Il trattamento antibiotico è risultato essere il fattore associato alla maggiore variazione della trasmissione. Gli antibiotici riducono la diversità microbica perché, oltre ai batteri 'cattivi' della malattia, colpiscono anche i batteri commensali ‘buoni’. Abbiamo però osservato che, nonostante questa riduzione di diversità causata dal farmaco, l'interazione sociale permette di recuperare i microbi mancanti proprio tramite la trasmissione dai coetanei". Nel periodo seguente al trattamento antibiotico, nel bambino/a si notava un incremento nell’acquisizione di nuovi ceppi o nuove specie dai propri coetanei: il disequilibrio intestinale indotto dall’antibiotico rende l’intestino del bambino pronto ad accogliere batteri esterni e ripristinare una configurazione microbica. Per superare la debolezza post-antibiotico, la socialità risulta quindi fondamentale. "Non diciamo che il contatto sociale non comporti rischi, perché se c'è un virus questo viene trasmesso, ma è anche una occasione per costruire un microbioma sano. È la via fondamentale per acquisire batteri necessari alla salute. È un aspetto positivo della socialità, da sottolineare specialmente nel post-Covid”. 

Scenari futuri

Quali sono i prossimi step di ricerca? "Nel breve termine analizzeremo il microbiota orale, considerando che abbiamo già i campioni. La domanda più rilevante a cui vogliamo rispondere è relativa alla persistenza: i batteri acquisiti dai coetanei rimangono solo finché esiste un contatto continuo o colonizzano il microbioma in modo permanente? Li ritroveremo anche nell'adulto? Sappiamo che i ceppi materni possono restare con noi fino alla vecchiaia ma per quanto riguarda quelli acquisiti dai coetanei non abbiamo ancora una risposta.

È una questione fondamentale, anche perché nei primi anni di vita si educa il sistema immunitario. "È un periodo cruciale per la formazione di strutture che ci accompagnano per tutta la vita. Cosa rimane nel tempo e quali funzioni vengono apportate da questi batteri trasmessi? A lungo termine queste scoperte aprono opportunità per lo sviluppo di approcci terapeutici o preventivi, per favorire la salute tramite la trasmissione mirata di batteri buoni, ma questa è una prospettiva su cui lavoreremo ancora e per molti anni".