GEMMA è un Progetto di ricerca scientifica innovativa per la valutazione delle interazioni tra microbioma, metaboloma, epigenoma e risposta immunitaria al fine di fornire nuovi approcci diagnostici e terapeutici, sia personalizzati che preventivi, per l’autismo.
I Disturbi dello Spettro Autistico (ASD), nel mondo colpiscono 1 bambino su 59 (1 ogni 37 maschi ed 1 ogni 151 femmine, una casistica aumentata di 40 volte rispetto al 1960) sono tra le più grandi preoccupazioni delle famiglie e dei sistemi sanitari nazionali. Secondo uno studio della London School of Economics, questi disturbi comportano costi sociali più alti di quelli legati alla somma di quelli del cancro ed ai disturbi cardiovascolari insieme.
Mentre il mondo deve affrontare una pandemia di ASD, la comunità scientifica non riesce a capire il complesso insieme di fattori di rischio che ne sono la causa. Ad oggi le diagnosi di ASD sono interamente legate a valutazioni comportamentali, mentre non esistono biomarcatori in grado di permettere analisi oggettive. Fattori di familiarità sono coinvolti nello sviluppo di questi disordini, come dimostrato dal fattore di rischio di sviluppare ASD 10 volte superiore per il fratello/sorella di un bambino affetto da ASD rispetto a chi non ha fattori di familiarità. Nonostante questa consapevolezza oggi non esistono protocolli preventivi in grado di ridurre o eliminare questo rischio.
GEMMA (Genome, Environment, Microbiome and Metabolome in Autism) sarà il primo progetto ad unire l’analisi rigorosa dei dati ambientali con le più recenti analisi con approccio multi-omico. Mediante questa strategia si potrà ottenere l’analisi della composizione e della funzione del complesso insieme di microrganismi del tratto gastrointestinale (detto microbioma) e, di conseguenza, sviluppare protocolli di medicina personalizzata per il trattamento e la prevenzione delle ASD.
Il fine del progetto GEMMA è poter fornire dati relativi allo sviluppo ed alla progressione delle ASD con particolare attenzione a come i cambiamenti del microbiota siano legati alle ASD. Queste analisi permetteranno di individuare possibili targets per la prevenzione a la cura di questi disturbi. Le osservazioni si basteranno sullo studio approfondito di 600 bambini caratterizzati da fattori di rischio per ASD. Questi bambini verranno seguiti sin dalla nascita valutando le modificazioni epigenetiche che controllano la permeabilità intestinale e le funzioni del sistema immunitario. I dati raccolti verranno integrati con studi preclinici al fine di portare alla luce la relazione tra la composizione e la funzione del microbiota umano con lo sviluppo delle ASD. Questi risultati permetteranno di disegnare studi preclinici basati sulle moderne strategie di trapianto di feci umane per la prevenzione delle ASD.
Questo progetto internazionale che vede coinvolti numerosi centri di eccellenza con sede in Europa e negli Stati Uniti. Il network di collaborazione sarà in grado di validare i risultati ottenuti ed integrarli su larga scala sfruttando librerie di dati multiomici già esistenti. Allo stesso modo, i dati dei clinical trial verranno condivisi ed armonizzati. Solo un consorzio formato da centri di ricerca di altissimo livello potrebbe essere in grado di analizzare l’enorme quantità di dati ottenuti che includono le variazioni del microbiota, la genomica, i cambiamenti epigenetici, il metaboloma, l’integrità della barriera mucosale e la risposta immunitaria il tutto in relazione allo sviluppo di ASD.
Il progetto GEMMA permetterà di identificare le esigenze dei singoli pazienti (medicina personalizzata) e le strategie di prevenzione (prevenzione primaria) che mirano alla modulazione del microbiota per ristabilire/mantenere la corretta omeostasi intestinale. I biomarcatori identificati contribuiranno a chiarificare la patogenesi delle ASD in bambini con familiarità per ASD e a formulare approcci innovativi in grado di cambiare radicalmente l’andamento delle ASD utilizzando la manipolazione del microbiota (somministrando pre/pro/simbiotici) come strategia di intervento preventivo.
Il progetto GEMMA ha riunito un team di scienziati da EBRIS, Nutricia Research, Medinok, Bio-Modeling Systems, Euformatics, Theoreo, National University of Ireland Galway, Azienda Sanitaria Locale Salerno, Consiglio Nazionale delle Ricerche, INRA, INSERM, Utrecht University, Tampere University, Imperial College London, John Hopkins University e Massachusetts General Hospital for Children (l’ospedale collegato alla Harvard Medical School).
Il progetto ha una durata di 5 anni ed un budget totale di €14.2M.
L’istituto che coordina il progetto
La missione della fondazione EBRIS è quella di fornire una piattaforma multidisciplinare per scoprire le basi molecolari delle patologie umane e trasformare la conoscenza in nuove strategie per la cura e la prevenzione. La fondazione EBRIS rappresenta un punto di giunzione tra le scienze di base e la creazione di nuove strategie per la prevenzione delle malattie umane, nuovi interventi farmacologici e nuove strategie di drug delivery. Contraddistingue la mission di EBRIS l’utilizzo delle più innovative tecnologie disponibili e l’impegno per l’utilizzo di modelli preclinici per studi in vitro di numerose patologie umane. L’obbiettivo di EBRIS è quello di creare un network con altri istituti di ricerca europei e condividere le eccellenze per sviluppare progetti di ricerca innovativi in grado di definire il ruolo dell’ambiente sulla salute umana. Modelli di patologie quali la celiachia, il diabete di tipo 1, l’autismo e la schizofrenia sono rigorosamente studiati per determinare gli effetti che l’ambiente gioca (in particolare durante il primo anno di vita) nel definire la composizione del microbiota, il metabolismo e l’attivazione del sistema immunitario.
Gli scienziati raccoglieranno dati ambientali, feci, sangue e tessuti per un periodo di oltre 5 anni. Mediante questa strategia, analizzeranno le interazioni tra il microbiota la barriera ed il sistema immunitario intestinale. I dati relativi alle comunità microbiche ed ai metaboliti prodotti da queste comunità, apriranno la strada per lo sviluppo di trattamenti personalizzati per la prevenzione delle ASD in particolare nei bambini a rischio genetico. Le strategie potranno includere lo sviluppo di probiotici o probiotici ad attività preventiva.
“Nonostante tutti i progressi nella conoscenza dei Disturbi dello Spettro Autistico (ASD) – dichiara il professor Alessio Fasano, Ricercatore e presidente della Fondazione Ebris, ci sono ancora numerosi tasselli da riempire per capire chi, quando è perché alcuni individui sviluppano questo disordine. Una cosa certa è che siamo nel mezzo di una epidemia di ASD che cammina in parallelo a quella delle malattie infiammatorie croniche. Una differenza è però rappresentata dalla curva di crescita nella frequenza delle ASD che è passata da 1 caso ogni 500 nella metà degli anni 70 ad 1 ogni 59 nel 2018. Questo suggerisce che l’ambiente in cui viviamo è coinvolto nel divampare di questa epidemia. Ultimamente c’è stato un aumento di interesse nello studio del microbiota come possibile causa di molte patologie infiammatorie croniche, incluse le ASD. La maggiore limitazione degli attuali studi è che si tratta di studi osservazionali di natura descrittiva che associano eventuali simbiosi alle patologie senza provarne la causalità.
L’ambizioso disegno sperimentale di GEMMA prevede l’arruolamento di neonati a rischio ASD da seguire step by step per 5 anni fino all’eventuale manifestarsi di ASD. In questo modo saremo in grado di capire quale predisposizione genetica, quale stimolo ambientale, quale tipo di microbiota o profilo metabolico e quale ruolo gioca la permeabilità intestinale nel creare la tempesta perfetta che porta a sviluppare ASD”.
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