Jonathan Eisen: Conosci i tuoi microbi

Inizierò con una piccola storia. Sono cresciuto in questo quartiere. Quando avevo 15 anni, nell'arco di 4 mesi sono lentamente deperito, passando da quello che considero fosse un giovane e robusto atleta, all'equivalente di un ragazzo malnutrito, con una sete inestinguibile. In pratica avevo autodigerito il mio corpo. E la crisi subentrò durante il mio primo viaggio in zaino e sacco a pelo sull'Old Rag Mountain in West Virginia, dove mi ritrovai a buttare la faccia nelle pozzanghere d'acqua e bere come un cane.

Quella notte fui ricoverato al pronto soccorso e mi fu diagnosticato un diabete di tipo 1 con chetoacidosi in fase conclamata. Riuscii a guarire, grazie ai miracoli della medicina moderna, grazie all'insulina e ad altre cose, ripresi tutti i miei chili e altri ancora.

Dopo questo episodio, iniziai a covare risentimento. Continuavo a chiedermi che cosa avesse causato il diabete. Vedete, il diabete è una malattia autoimmune, nella quale il corpo attacca se stesso, e a quel tempo la gente pensava che forse l'esposizione ad un agente patogeno avesse scatenato il mio sistema immunitario a combattere l'agente patogeno e poi ad uccidere le cellule che creano l'insulina. Questo è quello che ho creduto per tanto tempo, che è poi quello su cui la medicina si è parecchio focalizzata e cioè i microbi che fanno cose cattive. A questo punto ho bisogno della mia assistente. Forse la riconoscete.

Ieri sono andato, chiedo scusa, ho saltato un paio di presentazioni, sono andato alla National Academy of Sciences, dove vendono giocattoli, dei microbi giganti. Ecco qua! Se avete preso quello, vi siete beccati una fascite necrotizzante. Devo ritrovare la tecnica di quando giocavo a baseball.

(Risate)

Così, purtroppo o forse non c'è da meravigliarsi, la maggior parte dei microbi in vendita alla National Academy sono agenti patogeni. Tutti si focalizzano sulle cose che ci uccidono, che poi era quello che facevo anche io. Invece siamo coperti da una nuvola di microbi, e quei microbi in realtà molto spesso ci fanno del bene, invece di ucciderci. Ormai è un po' che siamo a conoscenza di questo fatto. I microbi che ci ricoprono sono stati osservati al microscopio, so che non state prestando attenzione a me, ma...

(Risate)

I microbi che ci ricoprono. Se li osservate attraverso il microscopio, vedrete che il numero di cellule microbiali che abbiamo addosso è 10 volte maggiore del numero di cellule umane. La massa microbica è più densa di quella del nostro cervello.

Siamo letteralmente un ecosistema che brulica di microrganismi. E purtroppo, se si vuole studiare i microrganismi, osservarli attraverso un microscopio non è sufficiente. Abbiamo appena sentito parlare del sequenziamento del DNA. Si è scoperto che uno dei modi migliori per osservare e capire i microbi è attraverso il loro DNA. Questo è quello che sto facendo da 20 anni a questa parte, mediante il sequenziamento del DNA, la raccolta di campioni da varie fonti, compreso il corpo umano, la lettura della sequenza del DNA e poi l'uso del sequenziamento per conoscere i microbi che si trovano in un posto particolare.

La cosa stupefacente è che quando si utilizza questa tecnologia, per esempio nel caso degli esseri umani, non siamo semplicemente ricoperti da un mare di microbi. Siamo ricoperti da migliaia e migliaia di diversi tipi di microbi. Il microbioma umano che ci ricopre consiste di milioni di diversi geni batterici. Dunque, questa diversità microbica cambia da persona a persona, e quello che gli studiosi hanno pensato negli ultimi 10, forse 15 anni, è che forse questi microbi, questa nube microbica che ci avvolge, e la variazione tra di noi, potrebbero essere responsabili di alcune delle differenze individuali tra salute e malattia.

E qui ritorniamo alla storia di diabete che vi stavo raccontando. Gli studiosi ora pensano che uno degli elementi scatenanti del diabete di tipo 1 non sia la lotta contro un agente patogeno, bensì una cattiva comunicazione con i microbi che vivono su di voi e dentro di voi. Forse la comunità microbica che stava su di me e dentro di me è sparita, e questo potrebbe avere attivato una sorta di risposta immunitaria e portato il mio corpo ad uccidere le cellule che producono l'insulina nel mio corpo.

Quindi, quello che voglio raccontarvi in pochi minuti è ciò che di è scoperto utilizzando le tecniche di sequenziamento del DNA, in particolare, per studiare la nube microbica che vive dentro di noi e su di noi. E vi voglio raccontare la storia di un progetto personale. La mia prima esperienza personale di studio dei microbi del corpo umano in realtà risale a una presentazione che feci proprio qui dietro l'angolo, a Georgetown.

Ho fatto una presentazione ed un amico di famiglia, che per caso era il preside della Georgetown Medical School, era presente. Alla fine venne da me e mi disse che stavano facendo una ricerca sui trapianti d'ileo nelle persone. E volevano studiare i microbi dopo i trapianti.

Così iniziai una collaborazione con questa persona, con Michael Zassloff e Thomas Fishbein, per osservare i microbi che colonizzavano questi ilei dopo che erano stati trapiantati nei riceventi. E posso raccontarvi tutti i dettagli dello studio microbico che abbiamo condotto, ma il motivo per il quale voglio raccontarvi questa storia è qualcosa di davvero eclatante che fecero all'inizio di questo progetto. Prendevano l'ileo del donatore, che era pieno dei suoi microbi e avevano un ricevente che poteva avere un problema con la sua comunità microbica, diciamo il morbo di Crohn, e sterilizzavano l'ileo del donatore. Rimuovevano tutti i microbi e poi lo mettevano nel ricevente. Veniva fatto perché era pratica comune in medicina, anche se era ovvio che non fosse una buona idea.

Fortunatamente, nel corso di questo progetto i chirurghi dei trapianti e gli altri partecipanti decisero di abbandonare la pratica comune. Decisero di cambiare. Quindi cambiarono la procedura, lasciando una parte della comunità batterica nell'ileo. Teoricamente, lasciare i microbi nell'organo del donatore potrebbe aiutare i riceventi del trapianto intestinale.

E quindi, questo è uno studio che ho fatto ora. Negli ultimi anni c'è stato un forte aumento nell'utilizzo della tecnologia del DNA per studiare i microbi che ci circondano. Negli Stati Uniti, c'è un'iniziativa chiamata progetto Human Microbiome, in Europa c'è MetaHIT, e poi tanti altri progetti.

Attraverso tutta una gamma di studi scientifici, i ricercatori hanno scoperto, ad esempio, che durante il parto vaginale, il bambino viene colonizzato dai microbi della madre. Ci sono fattori di rischio associati al parto cesareo, alcuni dei quali possono essere causati dalla mancata colonizzazione quando un bambino viene fatto nascere col bisturi, piuttosto che attraverso il canale del parto. E una varietà di altri studi hanno dimostrato che la comunità microbica che vive dentro e su di noi aiuta nello sviluppo del sistema immunitario, aiuta a combattere gli agenti patogeni, aiuta il nostro metabolismo, a determinare il nostro tasso metabolico, probabilmente determina il nostro odore e può anche modellare il nostro comportamento in una varietà di modi.

E così, questi studi hanno documentato o suggerito una varietà di funzioni importanti per la comunità microbica, questa nube di non-patogeni che vive dentro e su di noi. Un'area che penso sia molto interessante, e che molti di voi possono avere, ora che abbiamo seminato i microbi in mezzo alla folla, è qualcosa che chiamerei "germofobìa." La gente è veramente interessata all'igiene, no? Nelle nostre cucine abbiamo antibiotici, la gente si lava continuamente ogni parte del corpo, pompiamo antibiotici nel nostro cibo, nelle nostre comunità, li somministriamo in modo eccessivo.

Uccidere gli agenti patogeni è una buona cosa se siete malati, ma dovremmo capire che quando ci imbottiamo di prodotti chimici e antibiotici, uccidiamo anche la nuvola di microbi che vive dentro e su di noi. Ed e stato dimostrato che l'uso eccessivo di antibiotici, in particolare nei bambini, è associato con i fattori di rischio per l'obesità, le malattie autoimmuni e per una varietà di problemi che sono probabilmente dovuti a sconvolgimenti della comunità microbica.

Quindi la comunità microbica può degenerare che lo vogliamo o no, o la possiamo uccidere con gli antibiotici, ma cosa possiamo fare per ripristinarla? Sono certo che molti di voi hanno sentito parlare dei probiotici. I probiotici sono una cosa che si può provare per ripristinare la comunità microbica che è dentro e su di voi. E sicuramente hanno dimostrato di essere efficaci in alcuni casi. C'è un progetto in corso presso la UC Davis, dove i ricercatori stanno usando i probiotici per cercare di curare e prevenire l'enterocolite necrotizzante nei neonati prematuri. I neonati prematuri hanno problemi seri con le loro comunità microbiche. I probiotici potrebbero davvero aiutare a prevenire lo sviluppo di questa orribile enterocolite necrotizzante in questi neonati prematuri.

Ma i probiotici sono un tipo di soluzione molto semplice. La maggior parte delle pillole che si possono prendere o dello yogurt che si può mangiare contengono una o due specie, forse cinque specie al massimo, e la comunità umana consiste di migliaia e migliaia di specie. Quindi, cosa possiamo fare per ripristinare la nostra comunità microbica quando abbiamo migliaia e migliaia di specie su di noi?

Beh, una cosa che sembrano fare gli animali è di mangiare la cacca - la coprofagia. A quanto pare, molti veterinari specialmente quelli della vecchia scuola, hanno continuato a fare una cosa chiamata "tè di cacca", un tè di cacca per il trattamento di coliche e altri disturbi simili in cavalli e mucche, in pratica si fa un tè con la cacca di un animale sano e lo si somministra ad un animale malato. A meno che non abbiate una mucca con la fistola e un grande buco sul fianco, attraverso il quale mettere la mano nel suo rumine, è difficile immaginare che la somministrazione dei microbi direttamente in bocca e attraverso l'intera parte superiore del tubo digerente sia il sistema migliore, dunque potreste aver sentito parlare trapianti di feci da una persona all'altra, nei quali, invece di somministrare un paio di microbi probiotici attraverso la bocca, viene somministrata una comunità di probiotici, una comunità di microbi presi da un donatore sano, attraverso l'altra estremità.

E questo si è rivelato essere molto efficace nella lotta contro alcune ostinate malattie infettive come il Clostridium difficile, infezioni che possono affliggere le persone per anni ed anni. I trapianti fecali, dei microbi derivanti dalle feci, da donatori sani hanno effettivamente dimostrato di poter curare infezioni sistemiche da C. difficile in alcune persone.

Ora, quello che questi trapianti, questi trapianti fecali, o il tè di cacca mi suggeriscono, e molti altri studiosi sono arrivati alla stessa conclusione, è che la comunità microbica dentro e su di noi sia un organo. Dovremmo considerarlo come un organo funzionante, una parte di noi stessi. Dovremmo trattarlo con cura e con rispetto, e cercare di non rovinarlo, con cose come i parti cesarei, o con gli antibiotici o la pulizia eccessiva, senza avere qualche buona giustificazione.

Adesso le tecnologie di sequenziamento del DNA ci stanno permettendo di fare studi dettagliati, come ad esempio 100 pazienti afflitti dalla malattia di Crohn e 100 persone sane. Oppure 100 persone che hanno preso antibiotici da piccoli e 100 persone che non hanno preso antibiotici. E possiamo iniziare a paragonare le comunità microbiche e loro geni e vedere se ci sono differenze. E alla fine potremmo essere in grado di capire se le differenze sono solo correlative, oppure causative. Studi su sistemi modello come con i topi e altri animali servono anche a questo, ma ora i ricercatori stanno usando queste tecnologie perché studiare i microbi dentro e su una varietà di persone è diventato molto economico.

Così, per concludere, quello che voglio dirvi è, non vi ho raccontato una parte della storia di quando mi sono ammalato di diabete. In effetti mio padre era un dottore, laureato in medicina, aveva davvero studiato gli ormoni. Gli ho detto molte volte che ero stanco, assetato, che non mi sentivo molto bene. E lui l'ha sempre preso sottogamba, credo che abbia pensato che mi lamentavo troppo, o forse era il tipico atteggiamento del medico: "i miei figli non possono stare male". Tutta la famiglia è persino andata al meeting della Società Internazionale di Endocrinologia a Québec. Ogni cinque minuti io mi alzavo per andare a fare pipì e bevevo l'acqua di tutte le persone sedute a tavola con me, e credo che tutti abbiano pensato che io fossi un drogato.

(Risate)

Ma il motivo per il quale vi sto raccontando questa storia è che la comunità medica, mio padre ad esempio, a volte non vedono quello che sta davanti ai loro occhi. La nube microbica è proprio davanti a noi. Di solito non la vediamo. È invisibile. Sono microbi. Sono piccolissimi. Ma li possiamo vedere attraverso il loro DNA, li vediamo attraverso gli effetti che hanno sulle persone.

Quello di cui abbiamo bisogno adesso è di iniziare a pensare a questa comunità microbica nel contesto globale della medicina umana. Questo non significa che colpisca ogni parte di noi, ma potrebbe. Abbiamo bisogno di una guida pratica completa sui microbi che vivono dentro e su di noi, così da poter capire come incidono sulla nostra vita. Noi siamo loro. Loro sono noi.

Grazie.

(Applausi)