Milano, 27 giugno 2025 – Il mondo della ricerca scientifica si è riunito oggi in un evento cruciale dedicato al microbiota, l'universo di microrganismi che abita il nostro corpo.
Il congresso, intitolato "World Microbiome Day: You First", ha messo in luce le strategie innovative per tradurre le scoperte di laboratorio in applicazioni cliniche concrete, con un focus specifico sul ruolo del microbiota nel microambiente tumorale.
Dal genoma statico al microbioma adattativo dinamico
Uno dei concetti chiave emersi è la distinzione tra genoma innato (statico), il nostro corredo genetico ereditato, e il genoma adattativo (dinamico). È qui che entrano in gioco i termini microbiota e microbioma, spesso usati in modo interscambiabile ma con significati distinti:
- Il microbiota si riferisce all'insieme di microrganismi viventi (batteri, virus, funghi, protozoi) che popolano un determinato ambiente, nel nostro caso specifico il corpo umano (es. microbiota intestinale, cutaneo).
- Il microbioma, invece, è un concetto più ampio che comprende non solo i microrganismi stessi (il microbiota), ma anche il loro patrimonio genetico complessivo (tutti i geni dei microrganismi) e l'ambiente circostante in cui vivono, incluse le loro interazioni e i metaboliti che producono.
Il microbioma rappresenta quindi una componente dinamica e personalizzata che si adatta costantemente a fattori come la fisiologia, gli stati patologici, l'ambiente esterno, la dieta, l'uso di farmaci e lo stile di vita.
Il microbioma, con la sua ricchezza genetica e funzionale, influenza la nostra "Impronta Individuale", ovvero il fenotipo clinico che è il risultato complesso dell'interazione tra il nostro genoma ospite e i geni microbici associati. Questa visione integrata apre nuove prospettive per comprendere come le nostre abitudini e l'ambiente plasmino la nostra salute, anche in relazione alle patologie oncologiche.
Eubiosi e disbiosi: l'equilibrio cruciale per la salute (e la prevenzione)
La salute intestinale, e in particolare il microbiota, gioca un ruolo centrale nel nostro benessere ed è stato ribadito il concetto di eubiosi, uno stato di equilibrio del microbiota associato alla salute, contrapposto alla disbiosi, che può contribuire allo sviluppo di patologie. Questo equilibrio è influenzato da dieta, stile di vita, ambiente, antibiotici e infezioni.
Un microbiota in eubiosi supporta:
- Equilibrio immunitario: protezione da patogeni, maturazione delle cellule immunitarie, riduzione dell'infiammazione.
- Equilibrio metabolico: acquisizione di nutrienti, produzione di vitamine, aminoacidi, acidi grassi a catena corta.
- Equilibrio energetico: trasformazione di nutrienti e produzione di energia.
Al contrario, la disbiosi può compromettere questi equilibri, contribuendo non solo allo sviluppo di patologie metaboliche, ma anche influenzando i processi legati alla carcinogenesi.
Il microambiente tumorale e il microbiota
Per comprendere l'influenza del microbiota, è fondamentale inquadrare il microambiente tumorale come un ecosistema dinamico e complesso.
Non si tratta solo di cellule tumorali, ma di un intricato insieme di stroma, cellule immunitarie, vasi sanguigni e molecole di segnalazione che interagiscono, influenzando lo sviluppo, la progressione e la risposta alle terapie del tumore. Fattori intrinseci (del paziente e della cellula tumorale) ed estrinseci (microambiente e terapia) si condizionano reciprocamente.
La ricerca dimostra che il microbiota non è un semplice spettatore, ma un attore attivo capace di modulare la crescita tumorale e interagire con il sistema immunitario, influenzando la sua composizione e funzione cellulare.
Questa interazione avviene a due livelli principali. A distanza, dove il microbiota intestinale (il principale attore microbico) rilascia metaboliti e segnali che possono influenzare la carcinogenesi, l'infiammazione e le modifiche epigenetiche in siti distanti dal colon, modulando anche l'efficacia dell'immunoterapia antitumorale. In prossimità (o microambiente intratumorale), in cui la colonizzazione da parte di batteri all'interno dello stesso tumore può avere effetti diretti sulle cellule tumorali, alterando il DNA, influenzando pathway oncogenici e modulando l'immunità antitumorale.
I meccanismi attraverso cui il microbiota agisce sono molteplici:
- La modulazione della risposta immunitaria (con un doppio ruolo, sia di aumento dell'immunità antitumorale che di effetto immunosoppressivo).
- La produzione di metaboliti (es. acidi grassi a catena corta, tossine).
- L'alterazione del metabolismo cellulare tumorale e la modulazione dell'angiogenesi (la formazione di nuovi vasi sanguigni che nutrono il tumore).
La ricerca traslazionale: dati, modelli e clinica oncologica
Studiare queste complesse interazioni richiede modelli robusti e riproducibili. Al congresso è stato delineato un percorso chiaro per la ricerca sul microbiota, dalla raccolta di "Big Data" (studi epidemiologici, bio-statistici, multi-omici) all'applicazione clinica e oncologica:
- Big data, grandi coorti, studi di correlazione: analisi di dati su larga scala per identificare correlazioni tra microbiota, stile di vita e malattie, compreso il cancro.
- Esperimenti incentrati sull'ospite: utilizzo di modelli in vitro (cellule, organoidi, organ-on-chip) e in vivo (modelli murini) per valutare l'influenza del microbiota sulla patologia e sulla risposta immunitaria. I modelli in vivo sono complessi e hanno limiti (differenze specie-specifiche, etica, costi); i modelli in vitro 2D (linee cellulari) sono semplici ma mancano di complessità. La soluzione emergente e più promettente sono i modelli cellulari 3D ex vivo, in particolare gli organoidi.
- Pre-clinica/sperimentazioni cliniche: sviluppo e test di interventi mirati al microbiota per prevenzione, diagnosi e trattamento personalizzato.
Un focus particolare è stato posto sull'utilizzo del Simulatore di Ecosistema Microbico Intestinale Umano (SHIME® Predigest), un modello dinamico in vitro che riproduce le condizioni fisiologiche, chimiche e microbiologiche del tratto gastrointestinale.
Questo strumento consente di studiare in modo standardizzato e personalizzato l'effetto di trattamenti specifici (probiotici, prebiotici, farmaci) sul microbiota, superando alcuni limiti degli esperimenti in vivo.
Dalla biopsia al modello organoide 3d: una rivoluzione in oncologia
Gli organoidi sono "mini-organi" o tessuti 3D che riproducono l'architettura, l'eterogeneità cellulare e le funzioni di un organo. Vengono sviluppati da cellule staminali auto-rinnovabili e possono essere derivati sia da biopsie di pazienti (PDOs - organoidi derivati da paziente) che da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC).
I vantaggi degli organoidi sono notevoli, specialmente per lo studio del cancro:
- Maggiore rilevanza fisiologica rispetto ai modelli 2D.
- Capacità di conservare in vitro la complessità spaziale e cellulare del tessuto di provenienza.
- Possibilità di ricreare il microambiente tumorale e, cruciale, di modellare l'interazione microbiota-microambiente tumorale-cellule tumorali.
Questi modelli sono fondamentali per applicazioni future nella medicina personalizzata e nelle terapie cellulari mirate, permettendo lo studio di malattie, lo sviluppo di organi, la manipolazione in vitro per screening di farmaci e test di farmaci specifici in campo oncologico.
Conclusioni: il microbiota come chiave per il futuro oncologico
Comprendere e modulare l'interazione tra microbiota e microambiente tumorale promette di rivoluzionare la prognosi, la risposta immunitaria e l'ottimizzazione delle terapie oncologiche, aprendo la strada a trattamenti sempre più personalizzati e nuove prospettive per la salute:
- Il microbiota è un componente emergente e cruciale del microambiente tumorale.
- Gli organoidi sono una piattaforma potente per decifrare le complesse interazioni microbiota-tumore.
- I metaboliti identificati dal microbiota sono possibili biomarcatori della risposta alle terapie.
- Probiotici, postbiotici e farmaci di interesse possono essere testati efficacemente su questi nuovi modelli in vitro/ex vivo.
Sono essenziali sinergie multidisciplinari i per portare avanti la ricerca in un campo così complesso e promettente.
Per noi professionisti sanitari, comprendere queste dinamiche significa non solo arricchire la nostra base di conoscenze, ma anche essere pronti ad accogliere e implementare nuove strategie di cura e prevenzione che mettano al centro l'equilibrio del microbiota per il benessere del paziente, specialmente in ambito oncologico.
