Impronta clinica e metabolomica di potenziale disbiosi in pazienti con epilessia

Abstract

Introduzione: Pazienti con disturbi neurologici, inclusa l’epilessia, possono mostrare un alterato funzionamento gastrointestinale che può variare da un lieve gonfiore fino ad una severa costipazione. Lo scopo del nostro studio è quello di individuare un’impronta clinica e metabolomica della disbiosi intestinale in pazienti con epilessia. Metodi: Abbiamo reclutato pazienti epilettici con diverse eziologie e pazienti neurotipici della stessa età come gruppo di controllo. Le funzioni gastrointestinali sono state valutate usando la scala Bristol Stool Test (BST) e il questionario diagnostico Roma IV. I campioni di urina sono stati sottoposti ad analisi metabolomiche “untargeted”. Risultati: Sono stati arruolati148 individui senza nessun legame (età media di 9.4±3.9 anni). Il gruppo di pazienti epilettici comprende 84 individui con un’età media di 9.3±4.5 anni: 30 di questi con Epilessia Isolata (IE), mentre 54 mostrano comorbidità neuropsichiatriche (Epi+). I punteggi della scala BST risultano significativamente anormali nel gruppo di pazienti epilettici rispetto a quello di controllo (p=0,0026). Confrontando il punteggio della scala BTS tra pazienti con e senza sintomi gastrointestinali risulta un valore di p=0,0001. L’analisi metabolomica delle urine ha mostrato specifici e diversi profili metabolici associati al gruppo epilettico, identificando specifiche vie alterate come quelle dei trasportatori ABC o del metabolismo di amminoacidi, butirrato, vitamina B6, lisina, caffeina e nicotinammide adenina dinucleotide (NAD+). Conclusioni: Questo studio supporta l’applicazione di uno studio clinico e metabolomico alla valutazione della potenziale disbiosi intestinale in pazienti con epilessia, inoltre, fornisce le basi per l’ottimizzazione del trattamento farmacologico nei singoli pazienti.

Introduction: Patients with neurodevelopmental disorders, including epilepsy, may show abnormal intestinal functioning ranging from mild bloating to severe constipation. Our study aimed to identify a clinical and metabolomic fingerprint of the gut dysbiosis in patients with epilepsy. Methods: We recruited patients with epilepsy of broad aetiologies and age-matched, neurotypical controls. Gastrointestinal (GI) function was assessed using the Bristol Stool Test (BST) chart and the validated Rome IV Diagnostic Questionnaire. Untargeted metabolomic analysis was performed on urine samples. Results: 148 non-related individuals (mean age, 9.4±3.9 years) were enrolled. The epilepsy group included 84 patients with a mean age of 9.3±4.5 years. Thirty patients showed Isolated Epilepsy (IE), while 54 had Epilepsy plus neuropsychiatric comorbidities (Epi+). BST scores were significantly abnormal in epilepsy patients as compared to controls (p=.0026). Comparison of BST scores between patients with or without GI symptoms showed a value of p=.0001. Metabolomic analysis of urine samples revealed specific metabolic profiles associated with the epilepsy subtype and involving specific pathways including those of ABC transporters, and metabolism of amino acids, butyrate, vitamin B6, lysine, caffeine and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+). Conclusions: This study supports the implementation of a clinical and metabolomic fingerprint of gut dysbiosis in patients with epilepsy, and eventually provides a basis for the optimization of patients’ treatment.