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Usare il microbioma intestinale come bussola per la salute

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Modello di apprendimento automatico per prevedere il potenziale NAFLD. Credito: Howell Leung/ Leibniz-HKI

Il microbioma umano può fornire informazioni sul rischio di steatosi epatica non alcolica. Lo ha scoperto un team internazionale guidato dal Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology-Hans Knöll Institute. I ricercatori hanno sviluppato un modello in grado di prevedere il possibile decorso della malattia in base alla composizione microbica nell’intestino. Lo studio è pubblicato in Scienza Medicina traslazionale.

Fino al 25% della popolazione mondiale è affetto da steatosi epatica non alcolica (NAFLD), in cui una maggiore quantità di cellule di grasso si forma nel fegato. È la malattia epatica cronica più comune nei paesi industrializzati del mondo e, a differenza della steatosi epatica alcolica, non è causata da un elevato consumo di alcol. In alcune persone, la NAFLD non rilevata può portare a cicatrici epatiche, cancro al fegato o insufficienza epatica.

In uno studio a lungo termine, un gruppo di ricerca internazionale guidato da Gianni Panagiotou, leader del gruppo di ricerca per la biologia dei sistemi e la bioinformatica presso Leibniz HKI, ha analizzato campioni di feci e sangue di 1200 persone inizialmente esenti da NAFLD. “È già stato dimostrato che i microrganismi nell’intestino umano contribuiscono allo sviluppo della NAFLD. Volevamo scoprire se il microbioma di una persona sana potesse prevedere se svilupperà o meno la NAFLD in futuro”, spiega Panagiotou.

Quando i soggetti sono stati riesaminati quattro anni dopo, è stato rivelato che da allora 90 di loro avevano sviluppato NAFLD. I campioni delle persone colpite sono stati confrontati con un gruppo di controllo di 90 persone che non avevano NAFLD al basale o alla visita di follow-up. “Utilizzando metodi diversi, siamo stati in grado di trovare differenze molto sottili nei campioni prelevati quattro anni prima”, spiega il primo autore Howell Leung del gruppo di Panagiotou presso Leibniz HKI. “Con questi dati, siamo stati in grado di sviluppare un modello in grado di prevedere chi svilupperà NAFLD in futuro sulla base del microbioma con una certezza dell’80%”.

Attualmente, ci sono modelli clinici che utilizzano parametri biochimici nel sangue per fare una previsione con una precisione del 60%. “Il modello che abbiamo sviluppato combina informazioni facilmente misurabili dal sangue con dati dal microbioma e può quindi aumentare enormemente l’affidabilità”, afferma Panagiotou.

Previsione delle malattie attraverso l’apprendimento automatico

Il team di ricerca ha sviluppato un cosiddetto modello di apprendimento automatico, un modello di computer addestrato a riconoscere determinati modelli in un insieme di dati. Il modello può quindi utilizzare questi modelli per analizzare nuovi set di dati e, in questo caso, prevedere una possibile steatosi epatica non alcolica. “L’intero processo di sviluppo del nostro modello ha richiesto più di tre anni a causa della complessità dei dati. Tuttavia, alla fine abbiamo avuto successo e siamo stati in grado di creare uno strumento utile per prevedere la NAFLD”, afferma Panagiotou.

La steatosi epatica non alcolica in fase avanzata è irreversibile e nei casi peggiori può persino portare al cancro del fegato. Le persone che già soffrono di un precursore o sono particolarmente a rischio devono quindi essere identificate precocemente per poter contrastare la malattia. “La NAFLD è una malattia silenziosa. Ciò significa che nella maggior parte dei casi è asintomatica e di solito viene rilevata solo per caso”, spiega Gianni Panagiotou. Il numero di tedeschi affetti da NAFLD è stimato a circa 12 milioni. Le persone con condizioni preesistenti come diabete di tipo 2, obesità, pressione alta o dislipidemia sono particolarmente colpite dalla steatosi epatica.

Possibili applicazioni e passaggi successivi

Utilizzando il loro modello di apprendimento automatico, i ricercatori sono già stati in grado di confrontare e quindi convalidare i loro risultati con i dati dei pazienti provenienti da Stati Uniti ed Europa. Nella fase successiva, Panagiotou prevede di condurre lo studio a livello globale e di utilizzare l’intelligenza artificiale per integrare nello studio set di dati ancora più grandi.

“Vedo la diagnostica basata sul microbioma come qualcosa che raggiungerà la pratica clinica e avrà un grande potenziale nei prossimi dieci anni”, afferma Panagiotou. Il trattamento precoce dei fattori di rischio della steatosi epatica non alcolica, come il diabete di tipo 2, l’ipertensione e l’obesità, potrebbe arrestare lo sviluppo della malattia. Pertanto, la prognosi precoce è l’unico modo per prevenire la malattia.


Fornito da Leibniz-HKI

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