Caratterizzazione del profilo cognitivo e metagenomico nella Distrofia Muscolare di Duchenne.

Abstract

Obiettivo dello studio. Analizzare la composizione del microbiota intestinale nei pazienti affetti da Distrofia Muscolare di Duchenne con o senza disabilità cognitivo-comportamentale, per comprendere i fattori che ne caratterizzano il profilo cognitivo, per migliorare la presa in carico e sviluppare interventi terapeutici efficaci. Materiali e metodi. La disabilità intellettiva è stata definita per valori di QI < 70 utilizzando le scale Wechsler. Ogni campione di feci è stato analizzato attraverso il sequenziamento genomico del 16S rRNA. I dati sono stati rielaborati utilizzando l’analisi LEfSe, in grado di determinare le differenze tassonomiche tra campioni a confronto. Risultati. Lo studio coinvolge 53 pazienti e 36 controlli. Il 35,3% dei pazienti aveva una disabilità intellettiva (DMD+). L’analisi metagenomica non ha evidenziato, tra i principali phyla, differenze significative tra il gruppo DMD e i controlli, né tra il gruppo DMD – e DMD +. L’analisi LEfSe ha individuato 15 taxa significativamente arricchiti nei DMD e 6 nei controlli (p<0.05). Tra i DMD ha evidenziato 4 taxa significativamente arricchiti nei DMD + e 1 significativamente arricchito nei DMD - (p<0.05). Conclusioni. Nei DMD ipotizziamo che l’aumento del genere Blautia, che determina la riduzione dell’acido indol-3-propionico, e l’aumento delle Enterobatteriacee, possa determinare un alterato funzionamento della barriera intestinale facilitando l’immissione in circolo di molecole infiammatorie, le quali possono andare a modulare il sistema immunitario a livello muscolare e peggiorare il fenotipo distrofico. Nei DMD + l’aumento della famiglia delle Propionibatteriacee può essere un fattore di rischio per lo sviluppo di alterazioni comportamentali, legato all’aumento dell’acido propionico. Una migliore conoscenza del microbiota e dei suoi metaboliti, potrebbe aiutare a sviluppare strategie terapeutiche efficaci che utilizzino la dieta o i prebiotici per modificare il fenotipo di questi pazienti.

Aim of the study. To analyse the composition of the gut microbiota in patients with Duchenne Muscular Dystrophy with or without cognitive-behavioural impairment, in order to understand the factors that characterise their cognitive profile, to improve care and to develop effective therapeutic interventions. Materials and methods. Intellectual disability was defined for IQ values < 70 using the Wechsler scales. Each stool sample was analysed by 16S rRNA genomic sequencing. The data were reprocessed using LEfSe analysis to determine taxonomic differences between comparison samples. Results. The study involved 53 patients and 32 controls, of whom 35.3% of patients had an intellectual disability (DMD+). The metagenomic analysis did not reveal any significant differences between the DMD group and controls, nor between the DMD - and DMD+ groups among the main phyla. LEfSe analysis identified 15 significantly enriched taxa in DMDs and 6 in controls (p<0.05). Among DMDs, it revealed 4 significantly enriched taxa in DMD + and 1 significantly enriched in DMD - (p<0.05). Conclusions. In DMDs, we hypothesise that the increase in the genus Blautia, which results in the reduction of indol-3-propionic acid, and the increase in Enterobacteriaceae, may lead to an altered functioning of the intestinal barrier, facilitating the release of inflammatory molecules into the circulation, which may modulate the immune system at the muscular level and worsen the dystrophic phenotype. In DMD+ the increase in the Propionibacteriaceae family may be a risk factor for the development of behavioural alterations, linked to the increase in propionic acid. A better understanding of the microbiota and its metabolites could help develop effective therapeutic strategies using diet or prebiotics to modify the phenotype of these patients.