Ruggiero Francavilla pdf

Ruggiero Francavilla, MD PhD

Consultant in Pediatric Gastroenterology & Hepatology Senior Lecturer in Pediatrics

Dpt Biomedicina Età Bioevolutiva University of Bari - Italy

Probiotici e disturbi funzionali

Il 2012 anno del microbiota

L’albero della vita

0.1

Escherichia coli EDL933 Escherichia coli O157:H7 Escherichia coli O6 Escherichia coli K12 Shigella flexneri 2a 2457T

Shigella flex neri 2a 301

Salmonella enterica Salmonella typhi Salmonella typhimurium

Yersinia pestis Medievalis Yersinia pestis KIM Yersinia pestis CO92

Photorhabdus luminescens

Blochmannia floridanus Wigglesworthia brevipalpis

Buchnera aphidicola Bp Buchnera aphidicola APS

Buchnera aphidicola Sg

Pasteurella multocida Haemophilus influenzae

Haemophilus ducreyi

Vibrio vulnificus YJ016 Vibrio vulnificus CMCP6

Vibrio parahaemolyticus Vib

rio cholerae

Photobacterium profun dum

Shewanella oneidensis Pseudo

monas putida Pseudomonas syringae

Pseudomonas aeruginosa

Xylella fastidiosa 700964 Xylella fastidiosa 9a5c Xanthomonas axonopodis Xanthomonas campestris

Coxiella burnetii

Neisseria m eningitidis A

Neisseria men ingitidis B

C hromobact

erium violaceum Bordetella pertussis Bordetella parapertussis Bordetella bronchisept

ica

Ralstonia solanacea rum

Nitroso monas euro

paea

Agrobacterium tumefa ciens Cereon

Agrobacterium tumefaciens Wash U

Rhizobium m eliloti Bruce

lla s uis

Brucella melitensis

R hizobium lo

ti

Rhodopseudomonas palu stris

Bradyrh izobium japonicum

C aulobacter crescentus

W

olbachia sp. wMel

Ric

kett

sia pro

wazekii

Ric

kettsia conorii Helicoba

cte r pylori J99

Helicobacter pylori 26695 Helicobacter hepaticus Wolinella succinogenesCampylobacter jejuni Desulfovibrio vulgaris

Geobacter sulfurreducens

Bdellovibrio bacteriovorus Ac idobac terium capsula tum Solibacte

r us itatus

Fusob acte

rium nucle

atum Aqu

ifex ae olicu

s Thermo

toga m aritima The

rmus the rmo

ph ilus De

ino coccus rad

iodu ran s Deha loco

cco ide

s ethe noge

nes Nos

toc sp . PC C 7120 S yn echocystis

sp . PCC

6803 S yn echococ

cus elonga

tus Synechococcus

sp . W H8102 Proch

loroc occus m arinus M IT9313 Proc

hlo roc occus m

arinus S S120 P roc hlo roc

occ

us

m arinus

CC M P1378

G loe oba

cter vio laceus

Gemmata obscuriglobus Rhodopirellula baltica Leptospira interrogans L1−130 Leptospira interrogans 56601

Trepone ma pallidum Treponem

a denticola Borrelia b

urgdorferi

Tropheryma whipplei TW

08/27 Tropheryma whipplei Twist Bifidoba

cterium longum

Corynebacterium

glutam icum

13032 Corynebacte

rium glutam

icum Corynebacterium

efficiens Corynebacterium

diphth eriae M

ycobacterium

bovis Mycobacte

rium tuberc

ulosis CDC 1551 Mycobac

terium tube

rculo sis H

37R v Mycobacte

rium leprae Mycobacte

rium paratuberc

ulosis Streptom yces a

vermitilis Streptom

yces coelicolor

Fibrobacter succinogenes Chlorobium tepidum

Porphyromonas gingivalis Bacteroides thetaiotaomicron

Chlamydoph ila pneumoniae TW183 Chlamydia

pneumoniae J138 Chlamydia pneumoniae CWL029 Chlamydia pneumoniae AR39 Chlamydophila caviae Chlamydia muridarum Chlamydia trachomatis Therm

oanaerobacter tengcongensis Clo stridium tetani

Clostridium perf ringens

Clostridium a cetobutylic

um Myc

oplasm a mobile

Mycoplasm a p ulm

onis

Mycop lasm

a pneu mon

iae

Mycop lasm

a genitalium

Mycoplasm a gallise

pticum

Mycoplasm a penetrans

Ureaplasm a parv

um

Myc oplasm

a m yc oides

Phytoplasma O nion yellows

Listeria monocytogenes F2365 Listeria monocytogenes EGD Listeria innocua

Oceanobacillus iheyensis Bacillus halodurans

Ba cillus cereus ATCC 14579 Bacillus cereus ATCC 10987 Ba

cillus anthracis Bacillus subtilis Staphylococcus aureus M

W2

Staphylococcus aureus N315 Staphylococcus aureus Mu50 Staphylococcus epidermidis

Streptococcus agalactiae III Streptococcus agalactiae V Streptococcus pyogenes M1 Streptococcus pyogenes MGAS8232 Streptococcus pyogenes MGAS315 Streptococcus pyogenes SSI−1 Streptococcus mutans Stre

ptococcus pneumoniae R6 Streptococcus pneumoniae TIGR4 Lactococcus lactis Enterococcus faecalis

Lactobacillus johnsonii Lactobacillus plantarum Tha

lass iosira

pseu donana C ryp tosp

orid ium hom

inis Plasmod

ium falcipa

rum Oryz

a sa tiva A rab idops is tha

liana C yan idioschyzo

n m erolae

D ictyo ste lium disco ideum

Eremothec

ium gossypiiSaccharomyces cerevisiae Sch izosaccha

rom yces pom

be Anopheles gambiae Drosophila melanogaster Takifugu rubripes Danio rerio Rattus norvegicusMus m

usculus

Homo sapiens

P an troglodytes Gallus gallus Caenorhabditis elegansCaeno

rha bditis briggsae

Le ish m ania

m ajor Gia

rdia lam blia

Nanoarc haeum equitans

Sulfolob us tokodaii Sulfolobus solfa

taricus Aeropyrum pernix Pyrobaculu

m aero philum Thermoplasm

a volcanium Thermoplasm

a acidop hilum

M ethan

obacte rium

therm auto

troph icum Me

thano pyru

s ka ndle

ri M

ethanoco

ccu s ma

ripa ludis M ethano

coccu s ja nna

schii Pyrococcus h

orikos hii Pyrococcu

s abyssi Pyrococcus furiosus

Archaeoglobu s fulgidus Halo

bacterium sp. NR

C−1 Methanos

arcin a acetiv

orans Methanos

arcin a mazei

Noi siamo quìNoi siamo quì

http://itol.embl.de/

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

L’albero della vita

0.1

Escherichia coli EDL933 Escherichia coli O157:H7 Escherichia coli O6 Escherichia coli K12 Shigella flexneri 2a 2457T

Shigella flex neri 2a 301

Salmonella enterica Salmonella typhi Salmonella typhimurium

Yersinia pestis Medievalis Yersinia pestis KIM Yersinia pestis CO92

Photorhabdus luminescens

Blochmannia floridanus Wigglesworthia brevipalpis

Buchnera aphidicola Bp Buchnera aphidicola APS

Buchnera aphidicola Sg

Pasteurella multocida Haemophilus influenzae

Haemophilus ducreyi

Vibrio vulnificus YJ016 Vibrio vulnificus CMCP6

Vibrio parahaemolyticus Vib

rio cholerae

Photobacterium profun dum

Shewanella oneidensis Pseudo

monas putida Pseudomonas syringae

Pseudomonas aeruginosa

Xylella fastidiosa 700964 Xylella fastidiosa 9a5c Xanthomonas axonopodis Xanthomonas campestris

Coxiella burnetii

Neisseria m eningitidis A

Neisseria men ingitidis B

C hromobact

erium violaceum Bordetella pertussis Bordetella parapertussis Bordetella bronchisept

ica

Ralstonia solanacea rum

Nitroso monas euro

paea

Agrobacterium tumefa ciens Cereon

Agrobacterium tumefaciens Wash U

Rhizobium m eliloti Bruce

lla s uis

Brucella melitensis

R hizobium lo

ti

Rhodopseudomonas palu stris

Bradyrh izobium japonicum

C aulobacter crescentus

W

olbachia sp. wMel

Ric

kett

sia pro

wazekii

Ric

kettsia conorii Helicoba

cte r pylori J99

Helicobacter pylori 26695 Helicobacter hepaticus Wolinella succinogenesCampylobacter jejuni Desulfovibrio vulgaris

Geobacter sulfurreducens

Bdellovibrio bacteriovorus Ac idobac terium capsula tum Solibacte

r us itatus

Fusob acte

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atum Aqu

ifex ae olicu

s Thermo

toga m aritima The

rmus the rmo

ph ilus De

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cco ide

s ethe noge

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toc sp . PC C 7120 S yn echocystis

sp . PCC

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cus elonga

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loroc occus m arinus M IT9313 Proc

hlo roc occus m

arinus S S120 P roc hlo roc

occ

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m arinus

CC M P1378

G loe oba

cter vio laceus

Gemmata obscuriglobus Rhodopirellula baltica Leptospira interrogans L1−130 Leptospira interrogans 56601

Trepone ma pallidum Treponem

a denticola Borrelia b

urgdorferi

Tropheryma whipplei TW

08/27 Tropheryma whipplei Twist Bifidoba

cterium longum

Corynebacterium

glutam icum

13032 Corynebacte

rium glutam

icum Corynebacterium

efficiens Corynebacterium

diphth eriae M

ycobacterium

bovis Mycobacte

rium tuberc

ulosis CDC 1551 Mycobac

terium tube

rculo sis H

37R v Mycobacte

rium leprae Mycobacte

rium paratuberc

ulosis Streptom yces a

vermitilis Streptom

yces coelicolor

Fibrobacter succinogenes Chlorobium tepidum

Porphyromonas gingivalis Bacteroides thetaiotaomicron

Chlamydoph ila pneumoniae TW183 Chlamydia

pneumoniae J138 Chlamydia pneumoniae CWL029 Chlamydia pneumoniae AR39 Chlamydophila caviae Chlamydia muridarum Chlamydia trachomatis Therm

oanaerobacter tengcongensis Clo stridium tetani

Clostridium perf ringens

Clostridium a cetobutylic

um Myc

oplasm a mobile

Mycoplasm a p ulm

onis

Mycop lasm

a pneu mon

iae

Mycop lasm

a genitalium

Mycoplasm a gallise

pticum

Mycoplasm a penetrans

Ureaplasm a parv

um

Myc oplasm

a m yc oides

Phytoplasma O nion yellows

Listeria monocytogenes F2365 Listeria monocytogenes EGD Listeria innocua

Oceanobacillus iheyensis Bacillus halodurans

Ba cillus cereus ATCC 14579 Bacillus cereus ATCC 10987 Ba

cillus anthracis Bacillus subtilis Staphylococcus aureus M

W2

Staphylococcus aureus N315 Staphylococcus aureus Mu50 Staphylococcus epidermidis

Streptococcus agalactiae III Streptococcus agalactiae V Streptococcus pyogenes M1 Streptococcus pyogenes MGAS8232 Streptococcus pyogenes MGAS315 Streptococcus pyogenes SSI−1 Streptococcus mutans Stre

ptococcus pneumoniae R6 Streptococcus pneumoniae TIGR4 Lactococcus lactis Enterococcus faecalis

Lactobacillus johnsonii Lactobacillus plantarum Tha

lass iosira

pseu donana C ryp tosp

orid ium hom

inis Plasmod

ium falcipa

rum Oryz

a sa tiva A rab idops is tha

liana C yan idioschyzo

n m erolae

D ictyo ste lium disco ideum

Eremothec

ium gossypiiSaccharomyces cerevisiae Sch izosaccha

rom yces pom

be Anopheles gambiae Drosophila melanogaster Takifugu rubripes Danio rerio Rattus norvegicusMus m

usculus

Homo sapiens

P an troglodytes Gallus gallus Caenorhabditis elegansCaeno

rha bditis briggsae

Le ish m ania

m ajor Gia

rdia lam blia

Nanoarc haeum equitans

Sulfolob us tokodaii Sulfolobus solfa

taricus Aeropyrum pernix Pyrobaculu

m aero philum Thermoplasm

a volcanium Thermoplasm

a acidop hilum

M ethan

obacte rium

therm auto

troph icum Me

thano pyru

s ka ndle

ri M

ethanoco

ccu s ma

ripa ludis M ethano

coccu s ja nna

schii Pyrococcus h

orikos hii Pyrococcu

s abyssi Pyrococcus furiosus

Archaeoglobu s fulgidus Halo

bacterium sp. NR

C−1 Methanos

arcin a acetiv

orans Methanos

arcin a mazei

http://itol.embl.de/

I batteri sono i padroni del mondo

Procarioti

4 miliardi /anni

Uomo

8 milioni/anni

Nature. 2006;441:714

Sono da un tempo ca 400 maggiore rispetto all’uomo

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Noi ed i batteri

Se i 4 miliardi di anni della terra equivalessero a 24 ore ^l’uomo

apparirebbe alle 23:59:30 ed il “sapiens” gli ultimi 5 secondi

Chi siamo?

Blaser MJ. EMBO Rep. 2006;7:956

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Chi siamo?

10⁶per cm²

5*10¹²per ml

10 ¹⁴

1,000 specie in nicchie differenti

Microbiota:

Assemblaggio massivo di batteri concorrenti e cooperanti.

10¹³

Blaser MJ. EMBO Rep. 2006;7:956

10x

Chi siamo?

25,000

3,000,000

Blaser MJ. EMBO Rep. 2006;7:956

Microbioma:

Insieme di geni microbici.

100x

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Science 2000;288:287

Super-organismo

”You may be born 100% human

but you will die 90% microbial”

Ingresso su invito

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Ad ognuno il suo!

http://www.scientificamerican.com/article/microbiome- graphic-explore-human-microbiome/

Ann Rev Gen 2008;42:165

Habitat Food

Metabolic activities

Immune- modulation

Pressione evolutiva bidirezionale

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Il lattante del koala

http://www.sydneycloseup.com/baby-koala.html

Il parto vaginale

La madre con il parto vaginale tramette al bambino il microbiota ideale selezionato in milioni di anni di evoluzione e meglio compatibile

con il suo patrimonio genetico

(Gastroenterology 2009;136:1989) - Francavilla Ruggiero – 2015 -

Accoglienza su.. invito

(BPRCG 2002;16:915) La presenza di oligo-frutto saccaridi nel

latte materno non hanno un elevato valore nutrizionale per il lattante ma supportano la crescita di un microbiota

salutare per il bambino.

Allattamento materno nasce

160 MA fa

FA, IgAs, lattoferrina, lisozoma, modulatori immunitari, G(F)OS

Migliaia di possibili combinazioni ma solo 200 il BM che sono quelle meglio utilizzabili dal MI del lattante mentre per altri batteri si comportano da substrati che

possono legarli ed allontanarli dall’intestino (selezione attiva e passiva)

Colonizzazione

Neonatologi e pediatri hanno in mano il futuro del nostro microbioma Bocca Cute Vagina Feci

- Francavilla Ruggiero – SIPPS 2014 -

Ruolo del pediatra

La formazione del microbiota intestinale si

consolida nei primi tre anni di vita

Equilibio olobionte – ologenoma - ambiente

ambiente microbiota

genoma

EUB IO SI

Nat Rev Microbiol. 2009;7:887

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Nat Rev Microbiol. 2009;7:887 ambiente

microbiota genoma

Teoria del Mismatch

Mismatch

Disturbi funzionali Obesità

Allergie

Malattie autoimmuni Autismo

Tumori

Malattie cardiovascolari

Sindrome metabolica

ambiente microbiota

genoma

Teoria del Disappearing microbiota

Mismatch

Parto Cesareo Dieta

Antibiotico terapia Stress

Nat Rev Microbiol. 2009;7:887 Disturbi funzionali

Obesità Allergie

Malattie autoimmuni Autismo

Tumori

Malattie cardiovascolari Sindrome metabolica

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

ambiente microbiota

genoma

Teoria del Mismatch

Mismatch

Disturbi funzionali Obesità

Allergie

Malattie autoimmuni Autismo

Tumori

Malattie cardiovascolari

Sindrome metabolica

Darwin

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

New Scientist, Gennaio 2013

Teoria ologenomica

L’olobionte con il suo ologenoma partecipa

come una sola cosa al processo evolutivo

Trasferimeto di “app”

Il porfitano è un polisaccaride presente nelle alghe e comunemente digerito dai

pesci.

L’uomo manca di tale attività enzimatica, ma i Giapponesi lo hanno in dotazione nel loro microbiota per trasferimento di

materiale genetico dal pesce

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Quali probiotici utilizzare

Come scegliere un probiotico

Come modulare

Milioni anni di evoluzione non si sostituiscono con il “primo venuto”

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Serve un requisito fondamentale

Efficacia provata

(Metanalisi, Cochrane, RCT)

Gastroenterology 2006;130:1377

L. Reuteri e disordini funzionali del lattante

FGD sono quadri clinici (correlati all'età) caratterizzati da sintomi cronici o ricorrenti non associati a patologia organica, biochimica o

strutturale.

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

Acta Paed. 2009;98:1582 Pediatrics 2010;126;e526

Disbiosi e probiotici

I trial clinici

Pediatrics 2010;126;e526

- Francavilla Ruggiero – 2015 -

J Pediatr 2013;162:257-62

I trial clinici

Metanalisi

BMC Pediatrics 2013, 13:186

- Francavilla Ruggiero – 2015 -