Lo sviluppo iniziale del nostro intestino fornisce i mezzi per fermare e trattare le malattie successive
È noto che i batteri intestinali (collettivamente conosciuti come microbiota intestinale) svolgono un ruolo significativo nella salute umana. L’attività metabolica del microbiota intestinale influenza direttamente la digestione del cibo, il funzionamento della barriera intestinale e la regolazione immunitaria. Le aberrazioni del microbiota (come conseguenza di una cattiva alimentazione o di trattamenti farmacologici, tra gli altri fattori) possono provocare cattiva salute, tra cui ridotta resistenza patogena, obesità e diabete di tipo II. Le azioni Marie Skłodowska-Curie hanno sostenuto il progetto BESIDE e studiato il modo in cui la colonizzazione batterica influisce sullo sviluppo iniziale del tratto gastrointestinale. In particolare, il progetto ha concentrato l’attenzione sull’influenza dell’attività dell’idrolisi salina biliare (BSH, Bile Salt Hydrolase), la capacità dei batteri di alterare la chimica degli acidi biliari. Identificando esattamente percorsi e meccanismi coinvolti, i risultati del progetto hanno dimostrato che la BSH batterica si ripercuote sulla differenziazione dell’epitelio intestinale.
Via di segnalazione batterio-ospite
La precedente ricerca del gruppo della University College Cork ha dimostrato che la BSH è una caratteristica associata a un’ampia gamma di batteri intestinali, in particolare quelli che colonizzano l’intestino subito dopo la nascita. «Questo suggerisce la BSH come potenziale criterio di selezione utilizzato dai batteri durante la colonizzazione», afferma María Ángeles Núñez Sánchez, borsista MSCA e ricercatrice principale presso la University College Cork, (che ha ospitato il progetto). Il lavoro del laboratorio di BESIDE ha dimostrato che i batteri BSH-positivi alterano la via di segnalazione potenziale degli acidi biliari nell’ospite. È inoltre risaputo che le cellule ospiti nel corpo dispongono di meccanismi di rilevamento degli acidi biliari analoghi ai segnali chimici, paragonabili alla via di segnalazione ormonale. Quindi, l’attività della BSH favorisce i batteri intestinali con il rafforzamento dell’ambiente intestinale, regolando nel contempo anche il metabolismo dell’ospite con l’alterazione delle funzioni di segnalazione degli acidi biliari. BESIDE ha sviluppato modelli 3D successivamente esposti a una serie di acidi biliari prodotti dall’attività della BSH, poi è stato esaminato il modo in cui tali variazioni hanno influito sulla funzione cellulare. A tale scopo, il team ha isolato le cellule staminali intestinali con tecniche di citometria a flusso all’avanguardia, quindi ha coltivato queste cellule staminali nei modelli 3D che imitavano lo strato epiteliale intestinale del tratto gastrointestinale. L’imaging delle cellule ha consentito al team di stabilire i meccanismi esatti implicati in questa interazione tra l’ospite e i batteri che producono BSH ed è stato fatto con il rilevamento degli specifici marcatori coinvolti nella differenziazione e nella maturazione cellulare. Inoltre, il team ha utilizzato modelli murini privi di germi, in cui è stato manipolato il componente BSH del microbiota intestinale e le variazioni nell’ospite sono state osservate e valutate. «La maturazione del tratto gastrointestinale comporta una risposta estremamente complessa da parte dell’ospite. Non solo lo sviluppo è influenzato dall’attività della BSH, ma anche il sistema immunitario degli ospiti risulta coinvolto nel corso di queste fase iniziali», spiega Núñez Sánchez. «I nostri test ci hanno permesso di identificare i percorsi dell’ospite su cui si potrebbe intervenire attraverso il metabolismo batterico della bile».
Ripercussioni sulla sanità pubblica
Gli squilibri del microbiota nei primi anni di vita sono stati associati allo sviluppo di disturbi a lungo termine, tra cui l’asma e determinate allergie che rappresentano alcune delle malattie infantili più comuni. «Questo progetto potrebbe avere importanti ripercussioni sulla sanità pubblica, considerati i costi di trattamento delle malattie associate agli squilibri del microbiota. Correggerle precocemente, tramite interventi batterici o biochimici, potrebbe fornire nuovi trattamenti efficaci ed evitare una serie di disturbi», aggiunge Núñez Sánchez. Il team studierà adesso il modo in cui il complesso processo di colonizzazione microbica conduca inoltre a una risposta immunitaria coordinata dell’ospite. I ricercatori si concentreranno sui metaboliti, che sono anche fondamentali per prevedere ed evitare problemi di salute legati a squilibri del microbiota intestinale nelle prime fasi di vita.
Parole chiave
BESIDE, batteri intestinali, microbiota, gastrointestinale, sistema immunitario, via di segnalazione ormonale, patogeno, obesità, diabete di tipo II, idrolisi salina biliare, citometria, cellule staminali, asma, allergie
