Come funzionano i trapianti fecali

Accettare un trapianto di feci di qualcun altro, per quanto attentamente testato, potrebbe sembrare altrettanto estremo, ma - grazie in parte alla sua efficacia nel trattamento dell'insetto intrattabile Clostridium difficile - il trapianto di microbiota fecale potrebbe essere solo la prossima grande cosa in medicina [fonti : Gradi ; Hudson ; Mayo Clinica ].

C. difficile, un'epidemia emergente negli ospedali e nelle case di cura, colpisce principalmente i pazienti più anziani durante i lunghi soggiorni nelle strutture di cura. Come le erbacce opportunistiche, i batteri si spostano nelle aree dell'intestino decimate dagli stessi antibiotici destinati a espellere le infezioni (gli antibiotici non distinguono l'amico batterico dal nemico). Una volta nell'intestino, il C. difficile espelle le tossine che danneggiano il rivestimento intestinale, causando sintomi che vanno dalla diarrea all'infiammazione del colon pericolosa per la vita. A peggiorare le cose, negli ultimi anni il C. difficile è diventato sempre più virulento e resistente agli antibiotici [fonti: Grady ; Hudson ; Mayo Clinica ].

Inviare batteri per combattere i batteri ha senso. Lungi dall'essere un semplice gruppo di insetti, molti batteri e altri microbi non sono solo nostri amici, ma fanno parte di noi. I nostri corpi contengono da nove a dieci volte più cellule microbiche di quelle umane; ognuno di noi ospitiamo 100 trilioni di batteri. Fa tutto parte di un microbioma , un ecosistema di comunità microbiche che svolgono ogni tipo di lavoro utile, dal consentire la digestione all'aiutare il nostro sistema immunitario [fonti: Khoruts ; Zimmer ; Zimmer ].

Il riconoscimento dei contributi microbici alla salute ha dato vita al crescente campo dell'ecologia medica , che si avvicina al microbioma del corpo come un giardino da coltivare e, se necessario, diserbare. Il trapianto fecale estende questa filosofia alla "pacciamatura organica" del giardino intestinale: le feci di un donatore sano contengono microrganismi intestinali benefici, noti anche come flora, il 60-80% dei quali si stabilirà nell'intestino del ricevente, sostituendo quelli distrutti da antibiotici e infezioni, e rovesciando comunità dannose come C. difficile [fonti: Borody ; Hudson ].

A guidare la necessità di tali nuove tecniche è il numero sempre crescente di persone, in particolare gli anziani, che muoiono ogni anno a causa di infezioni gastrointestinali. Negli Stati Uniti tali decessi sono più che raddoppiati dal 1999 al 2007, passando da 7.000 a oltre 17.000 all'anno [fonte: CDC ]. L'83% di questi decessi si è verificato tra i pazienti di età superiore ai 65 anni, due terzi dei quali sono morti per infezioni da C. difficile [fonte: CDC ].

Il trapianto di microbiota fecale potrebbe sembrare stravagante o addirittura un po' disgustoso, ma rifornisce il corpo con alcuni dei tanti microbi di cui ha bisogno per riprendersi, vivere e prosperare.

Contenuti

1. Batteri: sciacquare con successo
2. Si fonderà?
3. La spazzatura di un uomo...

I batteri sono probabilmente le forme di vita di maggior successo sulla Terra. Puoi trovarli raggruppati intorno a prese d'aria di acque profonde, sepolti molto sottoterra o brulicanti in organismi più grandi, incluso noi. Le nostre bocche da sole contengono da centinaia a migliaia di specie, divise in quartieri coloniali attraverso denti, gengive e lingua. I nostri polmoni, una volta ritenuti privi di microbi, ne ospitano 2.000 per centimetro quadrato e le nostre viscere potrebbero ospitare fino a 25.000-30.000 specie diverse [fonti: Grady ; Zimmer ].

Anche se potremmo pensarli come minacce microscopiche - le fonti di delizie come la meningite batterica, le infezioni del tratto urinario e l'intossicazione alimentare - senza batteri, la vita come la conosciamo non esisterebbe. A partire da 2,7-2,8 miliardi di anni fa, i cianobatteri hanno rilasciato il primo ossigeno nell'atmosfera; oggi i batteri convertono l'azoto atmosferico in qualcosa che le piante possono utilizzare e riciclano nell'ecosistema i nutrienti dagli organismi morti [fonti: Biello ; Ingham ; Farquhar, Bao e Thiemens].

I batteri e altri microbiota svolgono funzioni simili nei nostri corpi. I microbi intestinali producono vitamine e riducono i composti vegetali duri in liquame digeribile [fonte: Zimmer ]. All'interno del sistema immunitario , i batteri aiutano a mantenere le qualità protettive della pelle e i microbi nasali producono uno scudo antibiotico contro i germi nell'aria. Inoltre, i microbi tengono sotto controllo il sistema immunitario limitando i gonfiori dannosi. Non è difficile vedere come potrebbero quindi svolgere un ruolo nei disturbi associati all'infiammazione, come l'obesità, le malattie cardiovascolari, il diabete di tipo 2 e la malattia infiammatoria intestinale (IBD) [fonti: Gewirtz ; Zimmer ; Zimmer ].

I microbi rendono anche i bambini più sani. Il latte materno racchiude 600 specie di batteri e fornisce zuccheri che nutrono i batteri intestinali in via di sviluppo del bambino [fonti: Hunt et al. ; Zimmer ; Zivkovic et al. ]. Secondo uno studio PLoS One del giugno 2011, il microbioma vaginale di una donna cambia drasticamente quando rimane incinta. Tra gli altri effetti, questo nuovo ambiente potrebbe preparare i neonati a digerire il latte materno [fonti: Aagaard et al. ; Zimmer]. Alcuni studi suggeriscono che i bambini nati con taglio cesareo potrebbero essere più inclini alle infezioni della pelle da Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MRSA), un germe di stafilococco che resiste agli antibiotici di prima linea come la penicillina e l'amoxicillina. Tali bambini potrebbero anche affrontare un rischio maggiore di sviluppare allergie o asma [fonti: CDC ; Zimmer ].

L'esposizione a determinati microrganismi allena il sistema immunitario in via di sviluppo di un bambino [fonte: Zimmer ]. Probabilmente fornisce anche una difesa naturale contro la malattia infiammatoria intestinale (IBD), un'infiammazione cronica o ricorrente del tratto gastrointestinale causata da una risposta immunitaria in tilt [fonti: Olszak et al. ; Zimmer ]. L'IBD, che include la colite ulcerosa e il morbo di Crohn, si colloca tra le cinque malattie gastrointestinali più diffuse negli Stati Uniti e accumula costi sanitari di $ 1,7 miliardi all'anno [fonte: CDC ].

Quando la posta in gioco è così alta, in particolare per i pazienti con malattie intestinali pericolose per la vita, i medici hanno iniziato a pensare fuori dagli schemi e all'interno del colon.

L'ipotesi dell'igiene

Numerosi studi suggeriscono collegamenti tra alcuni disturbi e una mancanza di esposizione a particolari microbi. I bambini cresciuti nelle fattorie, ad esempio, sviluppano meno malattie autoimmuni rispetto ai bambini urbani [fonte: Zimmer ].

Allo stesso modo, le persone con asma possiedono un diverso insieme di microbi rispetto ai non asmatici. La riduzione dei tassi di esposizione ai microbi nel mondo sviluppato potrebbe spiegare il recente aumento dei casi di asma e atopia, una predisposizione genetica allo sviluppo di reazioni allergiche [fonti: Olszak et al. ; Reibman et al. ; Zimmer ].

Sebbene qualcosa di simile possa essere stato praticato fin dalla Cina del IV secolo, il moderno trapianto fecale è stato sperimentato nel 1958 dal Dr. Ben Eiseman al Denver General Hospital [fonti: Allen ; Brandt ; Eiseman ]. I trapianti fecali hanno visto solo un uso sporadico per decenni dopo, ma hanno iniziato ad avere successo intorno al 2000 [fonti: Allen ; Brandt ].

Ecco come funzionano: dopo lo screening di un donatore per HIV, epatite e altri germi che causano malattie, il medico diluisce un campione di feci con soluzione salina o latte al 4%, quindi lo mescola in un impasto simile a un milkshake [fonti: Allen ; Bakken et al. ; floch ; Silverman, Davis e Pillai ]. La miscela viene quindi immessa nel tratto digestivo di un paziente tramite sondini nasogastrici o nasoduodenali, tramite un colonscopio o tramite un clistere di ritenzione [fonti: Allen ; Bakken ; Hudson ]. Un sondino nasogastrico alimenta la materia attraverso il passaggio nasale, giù per la gola e nello stomaco; un tubo nasoduodenale si estende un po' più lontano.

Il paziente si prepara per la procedura attraverso il tradizionale rituale "non fare prigionieri", l'appuntamento con il secchio del tuono usato dai pazienti con colonscopia [fonti: Allen ; Stein ]. Le donazioni di feci di solito provengono da familiari o coniugi, ma alcune strutture hanno provato donatori non imparentati e preselezionati [fonte: Allen ; Brandt ].

Se un trapianto fecale suona come un grande progetto fai-da-te, non lo è. In primo luogo, le feci sono un rischio biologico di livello 2; secondo, se non esamini campioni fecali per malattie trasmissibili, potresti finire in un mondo di dolore; terzo, ricordaci di non bere mai margarita congelati a casa tua [fonte: Bakken et al. ; floch ; Silverman, Davis e Pillai ].

A partire da ottobre 2012, l'assicurazione statunitense non copre i trapianti fecali, ma alcuni medici ritengono che i codici di fatturazione per la procedura esisteranno entro l'inizio del 2013, con la copertura Medicare che segue un programma simile [fonti: Allen ; Brandt ; Gewirtz ]. Il Dr. Andrew Gewirtz del Georgia State University Center for Inflammation, Immunity & Infection è d'accordo.

"Immagino che presto potrebbe essere assicurabile, anche se è possibile che l'uso di cocktail batterici specifici e definiti possa alla fine soppiantarlo", dice.

Lo status giuridico della procedura può rappresentare una sfida maggiore. Secondo il dottor Lawrence Brandt dell'Albert Einstein College of Medicine, la Food and Drug Administration (FDA) statunitense ha dichiarato che le feci per i trapianti di microbiota fecale sono un farmaco, il che rende i trapianti - già una terapia marginale - illegali fino a quando la FDA non approva il loro utilizzo. Sebbene sia improbabile che i medici riducano il tempo per eseguire la procedura, il suo stato sospetto potrebbe funzionare contro di loro in caso di causa per negligenza [fonte: Brandt ].

Tra i lati positivi, la classificazione dei farmaci potrebbe portare i trapianti fecali ulteriormente nel mainstream. Per diventare una pratica medica ampiamente accettata, il processo deve essere sottoposto a studi clinici su larga scala, ma l'ottenimento di finanziamenti per tali studi, ad esempio, dal National Institutes of Health (NIH), dipende dal fatto che la FDA garantisca lo "stato investigativo" di una sostanza. " La classificazione come farmaco colloca le feci in una categoria che la FDA riconosce per questo scopo [fonti: Brandt ; Khorut ; McKenna ].

Una volta risolti i bug, la batterioterapia e il trapianto fecale potrebbero offrire speranza a molte persone malate.

Coprofagia

Il consumo di feci avviene in tutta la natura, dallo scarabeo stercorario all'opossum coda ad anelli. Gli animali mangiano principalmente sulle feci per il loro contenuto di nutrienti. Alcuni mangiano gli escrementi degli erbivori, i cui inefficienti tratti digestivi lasciano dietro di sé nutrienti, mentre altri - in particolare gli erbivori non ruminanti - mangiano i propri escrementi per dare ai loro corpi un altro passaggio al buffet. Alcuni animali giovani ottengono anche preziosi microbi intestinali consumando le feci dei genitori [fonti: BBC ; Enciclopedia Britannica ; Hirakawa ; Saylor ]. Buon appetito!

Siamo sulla soglia di una rinascita microbiotica, secondo alcuni medici e microbiologi. Man mano che la nostra comprensione di questo campo a lungo trascurato si espande, anche le nostre opzioni di trattamento aumenteranno.

Come accennato, il punto di partenza, almeno per quanto riguarda il trapianto fecale, rimane il Clostridium difficile. Secondo il CDC, le infezioni da C. difficile uccidono 14.000 persone ogni anno negli Stati Uniti e la sua presenza tra i pazienti ospedalizzati è più che raddoppiata dal 2000 al 2009 [fonti: Hudson ; Zimmer ]. Uno studio di follow-up a lungo termine su 77 pazienti con trapianto fecale ha riportato un tasso di guarigione del 91% dopo un solo trapianto fecale e un tasso di guarigione del 98% con ulteriori probiotici, antibiotici o trapianti fecali [fonte: Brandt et al. ].

Il microbiota fecale potrebbe anche contenere risposte per le persone con sindrome metabolica, una raccolta di fattori di rischio concomitanti, come la resistenza all'insulina e il peso extra intorno al centro, che aumenta la possibilità di malattia coronarica, ictus e diabete di tipo 2 [fonte: ADAMO ]. In alcuni studi, il trapianto fecale in pazienti con sindrome metabolica ha ridotto i livelli di trigliceridi e migliorato la sensibilità all'insulina [fonte: Allen ; Gewirtz ].

Gli scienziati hanno anche collegato l'obesità nei ratti ai cambiamenti del microbioma intestinale. L'intestino delle persone obese contiene un insieme diverso di microbi rispetto a quelli delle persone non obese e i risultati degli studi clinici suggeriscono che i donatori magri potrebbero aiutare i riceventi obesi a perdere peso cambiando il modo in cui metabolizzano gli zuccheri [fonte: Zimmer ].

"La composizione e l'attività del microbiota intestinale è diversa negli individui magri e obesi", afferma il dottor Alexander Khoruts, professore associato di medicina presso l'Università del Minnesota. "Sappiamo che il metabolismo energetico animale può essere modificato dal trapianto di microbiota fecale. È possibile che ci sia qualcosa di simile negli esseri umani".

"Tuttavia, è anche chiaro che le scelte dietetiche e di stile di vita influenzano la composizione del microbiota intestinale".

In effetti, stiamo solo iniziando a cogliere le possibilità per i trapianti fecali e la macrobiotica in generale [fonte: Khoruts ]. Non confondere i due, però. La flora intestinale, sebbene numerosa, rappresenta solo una parte dei microbi del corpo intero. Inoltre, non comprendiamo ancora appieno le relazioni tra microbiota, salute e malattia, sia nell'intestino che al di fuori di esso.

Ad esempio, una serie di condizioni mediche possono essere collegate all'intestino, tra cui malattie del fegato, emicrania, affaticamento cronico, artrite reumatoide, sclerosi multipla, morbo di Alzheimer e morbo di Parkinson, ma come (o se) si riferiscono alla terapia microbica o ai trapianti fecali rimane poco chiaro e richiederà studi sostanziali per rispondere [fonti: Allen ; Borody ; Borody ; Khorut ].

Nel frattempo, non essere troppo veloce a "fare la cacca" all'idea del trapianto fecale. È efficace, veloce e sembra non avere effetti collaterali. Ma, come con qualsiasi nuova terapia, dovremo aspettare e vedere come andrà a finire alla fine.

Progetto Bioma Umano

Nel giugno 2012, circa 200 scienziati hanno pubblicato i risultati dello Human Microbiome Project (HMP), un'importante indagine genetica sui trilioni di microbi che compongono il microbioma umano. L'iniziativa da 150 milioni di dollari, iniziata nel 2007 dal NIH, ha seguito centinaia di persone sane e sequenziato materiale genetico dai loro batteri corporei - un raccolto di oltre 5 milioni di geni [fonti: HMP ; Zimmer ; Zimmer ].

L'HMP attualmente finanzia 15 progetti con il potenziale per mostrare correlazioni tra il microbioma e la salute umana e malattie come psoriasi, morbo di Crohn, colite ulcerosa e cancro esofageo, tra gli altri [fonti: Borody ; HMP ; Stein ].

Nota dell'autore: come funzionano i trapianti fecali

Non importa per quanto tempo riferirò sulla scienza, non smette mai di sorprendere. Forse non c'è niente di nuovo sotto il sole, ma che dire dove il sole non splende?

Volgarità e terribili giochi di parole a parte, poche cose sono divertenti per un giornalista scientifico come quando scienziati o medici indicano qualcosa che diamo per scontato e dicono: "Hmm, forse questo è più importante di quanto pensassimo" o "Forse le nostre supposizioni sono completamente fuori controllo e abbiamo bisogno di un paradigma che abbia meno di un secolo".

Tali cicli sono una parte naturale della scienza. La ricerca, dopo tutto, è calda e fredda e l'apparente vicolo cieco di ieri può aprirsi in seguito nella strada della scoperta di oggi. Tutto ciò che serve è un paio di occhi nuovi e il contesto fornito dal tempo e da ulteriori ricerche.

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