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A novel integrative strategy to prevent colorectal cancer within the diet-host-microbiota triangle: from organoids to human in vivo reality

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Sfruttare le interazioni dieta-microbioma-ospite per combattere il cancro al colon

Nonostante i numerosi studi su disfunzione e cancro del colon negli esserei umani, si sa poco sull’impatto del cibo e dell’alimentazione sul cancro del colon-retto. Il progetto TRIANGLE mira a colmare queste lacune.

Salute

Alcuni studi hanno dimostrato che mangiare frutta e verdura, ricche di composti fitochimici e fibre, può aiutare a ridurre il rischio di malattie gastrointestinali. Ma la maggior parte delle sostanze nutritive benefiche è resistente alle condizioni acide dello stomaco, perciò i composti chimici antiossidanti, detti polifenoli, raggiungono il colon pressoché intatti. Quando i polifenoli vengono esposti ai batteri e agli enzimi dell’intestino prodotti dai microrganismi, si trasformano in metaboliti microbici intestinali. Sono questi metaboliti nella regione del colon che possono avere un impatto sulle cellule dell’intestino, contribuendo a prevenire le malattie gastrointestinali. Ciò pone un interessante quesito, ovvero se gli effetti protettivi dei polifenoli siano dovuti ai loro composti nativi o ai loro metaboliti. Il progetto TRIANGLE, con il supporto dell’UE, mira a studiare i meccanismi mediante i quali i metaboliti derivati dall’alimentazione interagiscono con il colon utilizzando organoidi/tumoroidi del colon umano. «Le nostre scoperte rafforzano l’idea che i metaboliti svolgano un ruolo centrale nel migliorare la salute dell’intestino», afferma Josep Rubert, borsista del programma Marie Skłodowska-Curie presso l’Università di Trento. «L’obiettivo è di imparare il linguaggio dei composti derivati dall’intestino per scoprire se possano essere utilizzati come una sorta di stele di Rosetta per promuovere la salute dell’intestino stesso. Credo che siamo sulla strada giusta».

Il valore degli organoidi

La maggior parte dei composti fitochimici alimentari quali i polifenoli svolge attività di prevenzione dei tumori negli animali e negli esseri umani senza danneggiare in modo significativo le cellule sane. Un recente studio ha concluso che il più basso rischio di cancro si osserva nelle persone che consumano una dose giornaliera di frutta e verdura pari a 600 g. Ma le prove relative alle credenziali anticancro dei polifenoli sono contrastanti. Ciò può essere dovuto alla combinazione di polifenoli somministrati, agli effetti dei composti di accompagnamento (generalmente fibre), all’azione del microbiota intestinale o al tipo di cancro preso in esame. TRIANGLE ha perciò utilizzato modelli del tratto gastrointestinale per esaminare i processi mediante i quali i composti fitochimici, in particolare fibre e polifenoli, vengono trasformati in metaboliti microbici intestinali. Ciò ha consentito al team di individuare promettenti metaboliti microbici intestinali con proprietà protettive. Tali metaboliti sono stati poi introdotti negli organoidi (e nei tumoroidi) – repliche di tessuti organici in 3D – singolarmente o in combinazione. Le risposte degli organoidi del colon umano sono state misurate mediante spettrometria di massa e tecniche per immagini in 3D che utilizzano microscopi confocali automatici. TRIANGLE ha individuato prove a sostegno della teoria secondo cui i metaboliti prodotti dal metabolismo microbico dei flavan-3-oli nel tratto gastrointestinale distale potrebbero indurre la morte programmata delle cellule (apoptosi), inibendo il cancro e favorendo la salute dell’intestino. «Difficilmente prima d’ora erano stati utilizzati gli organoidi intestinali come modelli per il cancro del colon-retto (CCR) e la spettrometria di massa per documentare l’impatto su organoidi/tumoroidi dei metaboliti derivati dall’alimentazione», aggiunge Rubert. «Ciò ci ha fornito molte informazioni sui processi metabolici».

Verso la prevenzione

In Europa, il cancro del colon-retto è la seconda causa più comune di decessi correlati al cancro. È il terzo tipo di cancro più frequentemente diagnosticato negli uomini e il secondo nelle donne. Le previsioni mostrano come l’incidenza del CCR sia prevista in aumento del 60 % fino a raggiungere oltre 2,2 milioni di nuovi casi e 1,1 milioni di decessi entro il 2030, ciò a causa dell’invecchiamento della popolazione e della crescente adozione di diete e stili di vita «occidentali». TRIANGLE e altri progetti simili potrebbero migliorare la salute delle persone individuando il tipo e la quantità di metaboliti microbici necessari per prevenire il CCR o altre malattie gastrointestinali. «Acquisendo maggiori conoscenze potremmo intraprendere azioni preventive, quali raccomandazioni alimentari e la creazione di probiotici e prebiotici di precisione. Ciò ridurrebbe l’incidenza di malattie e migliorerebbe gli esiti per la salute, diminuendo al tempo stesso la spesa sanitaria», spiega Rubert. Il team prevede di convalidare i propri risultati utilizzando modelli animali o studi interventistici sull’alimentazione, cercando al tempo stesso di comprendere meglio le differenze a livello di metaboliti microbici intestinali nei donatori sani e nei pazienti affetti da CCR.

Parole chiave

TRIANGLE, colon, cancro, organoide, fitochimico, fibra, gastrointestinale, metaboliti, polifenoli, microbiota, intestino, dieta

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