Cibo, microbiota e probiotici: l’esempio dell’allergia alimentare Roberto Berni Canani, MD, PhD UO Allergologia Pediatrica Dipartimento di Scienze Mediche Traslazionali Laboratorio Europeo per lo Studio delle Malattie Indotte da Alimenti CEINGE Biotecnologie Avanzate Università degli Studi di Napoli “Federico II”

Rate di ospedalizzazione per anafilassi indotta da alimenti in bambini italiani (2001-2011) 40% APLV % anni Berni Canani R et al. Clin Exp Allergy 2012 Italian Ministry of Health, Health planning, Essential levels of care and Ethical principles of the system - Office VI. http://www.salute.gov.it/ricoveriOspedalieri/ric_informazioni/sceltadia.jsp. Nocerino R et al. JACI 2015

NUOVO SCENARIO DELLE AA + Aumento prevalenza e severità (+250% dal 1997 al 2010 per arachidi in US) + Aumento numero ospedalizzazioni (+500% dal 1991 al 2004 in UK) + Aumentato rischio di persistenza in età adulta + Alto impatto economico ($ 4.184 bambino/anno in US) + Aumentato rischio di marcia atopica (>40% asma, eczema atopico, rinite allergica) = Necessità di sviluppare nuove strategie per stimolare l’acquisizione della tolleranza orale Prescott SL et al. WAO J 2013 Skripak JM, et al. JACI 2007 Ross MP, et al. JACI 2008 Wang J, et al. JCI 2011 Chen FM, et al. JMII 2012 Virta LJ et al. JPGN 2013 Gupta R, et al. JAMA Ped 2013

Tolleranza orale: soppressione della risposta immune mediata da cellule T-regolatorie Ag-specifiche Modulazione dinamica sin dalla nascita indotta dall’esposizione a fattori ambientali e dallo sviluppo del microbiota intestinale

Parto cesareo No latte materno Antibiotici Inibitori acidità gastrica Dieta povera di fibre

Fattori ambientali Modalità parto: cesareo Antibiotici Inibitori acidità gastrica Allattamento al seno Tipo e tempo introduzione cibi solidi: introduzione precoce Vitamina D Fibre Ac.grassi (Omega 3)(Omega 6/Omega3) Animali domestici , “farm living” Hong X, et al. Semin Immunopathol 2012 Ben-Shoshan M, et al. Curr Allergy Asthma Rep 2012 Leung PSC, et al. Clinic Rev Allergy Immunol 2014 Sicherer SH, et al. JACI 2014

16,237 casi vs 16,237 controlli Utilizzo materno di antibiotici Utilizzo di antibiotici dal bambino

MINORE PREVALENZA DI AA MAGGIORE PREVALENZA DI AA ALL’ETA’ DI 2 ANNI MINORE PREVALENZA DI AA MAGGIORE PREVALENZA DI AA +

LIVELLI DI ASSUNZIONE RACCOMANDATI DI FIBRE, VIT. D E PUFA ω3/ω6 LARN - IV Revisione 2014 EFSA 2013 Dietary Reference Intakes (IOM) 2011 Fibre In età evolutiva: 8.4 g/1000 kcal/die 12-36 mesi: 10 g/die 19 g/die Vitamina D 15 mg /die 10 mg /die PUFA ω3 0.5-2% Energia totale EPA-DHA: 250 mg/die + 100 mg DHA 12-24 mesi: 0.5% Energia totale DHA: 100 mg/die 24-36 mesi: EPA+DHA: 250 mg/die 0.6-1.2% Energia totale ALA: 0.7 g/die PUFA ω6 4-8% Energia totale 4% Energia totale 5-10% Energia totale

FIBRE SOLUBILI (fermentabili ) LE FIBRE DELLA DIETA TIPI DI FIBRE ALIMENTI IN CUI SONO CONTENUTE FIBRE INSOLUBILI Cellulosa Emicellulosa Lignina Cereali integrali Crusca Verdura Legumi FIBRE SOLUBILI (fermentabili ) Pectina Β-glucani Psyllium Inulina Destrina del grano Legumi, Vegetali, Frutta Avena, Soia Orzo Frutta Alghe Semi di psillio AAP -Pediatric Nutrition 7th Edition 2013

ESEMPIO DI SCHEMA DIETETICO GIORNALIERO PER BAMBINI DI ETA’ COMPRESA FRA 12-36 mesi COLAZIONE SPUNTINO 200 g latte vaccino intero 125 g yogurt intero alla frutta 20 g biscotti per l’infanzia 1 cucchiaino di zucchero CENA PRANZO 40 g pasta o riso 30 g pasta o riso 100 g zucchine 15 g piselli secchi 40 g sogliola 1 cucchiaino di Parmigiano 1 cucchiaio di olio evo 15 g pane 100 g mela 100 g pera 1053.4 kcal: 14. 9% proteine, 32% lipidi, 53.1% carboidrati. 12.45 g fibre; 0.32 g ALA – 2.08 g LA; 0.13g DHA – 0.09 g EPA; 583.6 mg calcio; 2.72 mg Vit.D; 4.06 mg ferro

ESEMPIO DI SCHEMA DIETETICO GIORNALIERO PER BAMBINI DI ETA’ COMPRESA TRA 12-36 mesi COLAZIONE SPUNTINO 200 g latte di crescita 125 g yogurt intero alla frutta 20 g biscotti per l’infanzia 1 cucchiaino di zucchero CENA PRANZO 40 g pasta o riso 30 g pasta o riso 100 g zucchine 15 g piselli secchi 40 g sogliola 1 cucchiaino di Parmigiano 1 cucchiaio di olio evo 15 g pane 100 g mela 100 g pera 1055.4 kcal: 14% proteine, 31% lipidi, 55% carboidrati. 12.45g fibre; 0.34g ALA – 2.94 LA; 0.15g DHA - 0.09g EPA; 525.6mg calcio; 3.77 mg Vit. D; 6.26mg ferro

ESEMPIO DI SCHEMA DIETETICO GIORNALIERO PER BAMBINI DI ETA’ COMPRESA TRA 12-36 mesi COLAZIONE SPUNTINO 200 g latte di crescita 40 g merendina 1 cucchiaino di zucchero CENA PRANZO 40 g pasta o riso 30 g pasta o riso 100 g zucchine 15 g piselli secchi 40 g sogliola 1 cucchiaino di Parmigiano 1 cucchiaio di olio evo 15 g pane 100 g mela 100 g pera 1192.6 kcal: 11.5% proteine, 34.5% lipidi, 54% carboidrati. 14.16g fibre; 0.33 g ALA – 4.5 LA; 0.15g DHA - 0.09g EPA; 373.25mg calcio; 3.3 mg Vit.D; 6.79 mg ferro

RAPPORTO ω6/ω3 Il rapporto tra ω6/omega3 (LA/ALA) deve essere di 8:1. Un intake eccessivo di ac.linoleico (LA) secondario all’utilizzo di olii di semi (girasole, mais) porta all’inibizione dell’enzima Δ6 desaturasi con conseguente diminuzione della sintesi di omega 3(DHA,EPA). ω6/ω3 2-Serie di prostaglandine e 4-Serie di leucotrieni pro-infiammatori 3-Serie prostaglandine e 5-Serie di leucotrieni anti-infiammatori DS: dieta standard DS+LC: dieta standard con latte di crescita DS+LC+SN: dieta standard con latte di crescita e snacks In aggiunta agli effetti pro-infiammatori, la PGE2 derivante dall’LA è in grado di sbilanciare la risposta Th1/Th2: ↓ INF γ, ↓IL-2, ↑IL-4, ↑IL5 e ↑IgE

Fiber intake: an extreme intake deficit The average intakes in the US are 10-12 g/d (about one-half of DRI) Under 10% of the general US population meets adequate fiber intake Under 5% of the pediatric US population meets adequate fiber intake Similar data are available for many other Western countries Kranz S, et al. Adv Nutr 2012 Jones JM, Adv Nutr 2013

EHCF+LGG FIBERS GPRs

Rate of children with IgE-mediated CMA acquiring tolerance at 12 m EHCF+LGG leads to tolerance at an earlier age than other formulae Rate of children with IgE-mediated CMA acquiring tolerance at 12 m % of children P =.027 P=<.0001 P<.0001 P=.002 Berni Canani R, et al. 2013

EHCF+LGG expands butyrate-producing bacteria in CMA infants Clostridiales Ruminococcaceae Faecalibacterium prausnitzii Veillonellaceae Acidaminococcus Erysipelotrichales Erysipelotrichaceae Eubacterium ORDER FAMILY GENUS * p = <.005 Modified from Berni Canani R. et al, ISME journal 2015 in press

EHCF+LGG expands butyrate-producing bacteria in CMA infants Modified from Berni Canani R. et al, ISME journal 2015 in press

LGG: The Peace-keeper for CMA Modified from Velasquez-Manoff M. Nature 2015

L.casei CRL431 B. lactis Bb12 L.rhamnosus GG L.acidophilus Berni Canani R et al. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2015

Epigenetic mechanisms elicited by nutrition in early life