Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Microbiota e intestino: amici o nemici?

Il tratto gastrointestinale contiene una barriera mucosa che lo protegge dall’infiammazione. Alcuni ricercatori europei hanno studiato il ruolo del microbiota intestinale nel mantenimento di questo strato mucoso nelle condizioni di salute e di malattia.

Salute

Il microbiota viene separato dall’epitelio intestinale attraverso una barriera composta da un denso strato interno di batteri e da uno strato mucoso esterno. Il componente principale di questo strato è la mucina 2, una glicoproteina fortemente glicosilata con oltre 100 diverse strutture O-glicane complesse, ovvero zuccheri aggiunti agli aminoacidi serina o treonina.

Valutare il ruolo degli enzimi del microbiota nella composizione della mucosa intestinale

Alcuni batteri intestinali hanno la capacità di degradare i glicani della mucina, contribuendo allo sviluppo di malattie infiammatorie intestinali (MICI), quali la colite ulcerosa. Non è ancora chiaro il meccanismo esatto della decomposizione della mucina. Il progetto MUC, intrapreso grazie al supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), ha analizzato il coinvolgimento di specifici enzimi batterici nella decomposizione della mucina. «La comprensione del modo in cui il microbiota è in grado di alterare la composizione della mucina nell’intestino avrà ripercussioni importanti sulla salute degli esseri umani», sottolinea la borsista di ricerca MSCA Ana Sofia Luis. La ricerca si è concentrata sui Bacteroides thetaiotaomicron (B. theta), un batterio che permane nell’intestino a causa della sua capacità di utilizzare i polisaccaridi presenti nella nostra dieta e i vari glicani ospiti endogeni. I dati preclinici hanno indicato che B. theta può indurre la colite ulcerosa in un modello animale per mezzo dei suoi enzimi della famiglia delle solfatasi. Il gruppo di ricerca ha stabilito la necessità dell’azione di 38 enzimi (solfatasi e glicosidasi) per decomporre in modo sequenziale gli O-glicani. La maggior parte del lavoro sperimentale del progetto è stato dedicato alla definizione del ruolo delle specifiche solfatasi B. theta nella decomposizione della mucina. La determinazione strutturale di alcuni di questi enzimi ha fornito informazioni importanti sulla specificità del substrato. L’analisi microbiologica, abbinata alla caratterizzazione biochimica e all’analisi della spettrometria di massa di O-glicani complessi, ha consentito alla dr.ssa Luis di individuare gli enzimi specifici che sostengono le condizioni dei B. Theta nel corso della colonizzazione intestinale. È di particolare interesse la scoperta che quasi la metà di questi enzimi fossero legati al metabolismo della mucina.

Intervenire sugli enzimi del microbiota per la salute dell’intestino

È indubbio che lo stato dello strato mucoso del tratto gastrointestinale sia implicato nella progressione di varie malattie e possa essere influenzato, direttamente e indirettamente, dall’attività dei batteri intestinali. Se la decomposizione dello strato mucoso supera la produzione di muco, i batteri possono raggiungere l’epitelio e provocare infiammazione. Il progetto MUC ha identificato una singola solfatasi con un ruolo determinante nell’utilizzo degli O-glicani da parte dei B. theta. Ciò ha ampliato la nostra comprensione sul modo in cui i batteri modificano lo strato mucoso e ha chiarito il meccanismo della decomposizione della mucina. «È importante notare che i nostri risultati creano l’opportunità di sviluppare inibitori specifici di questa solfatasi per bloccare l’attività del microbiota ed evitare l’alterazione mucosa», sottolinea Luis, e ciò avrà ripercussioni importanti per le MICI e per le altre malattie infiammatorie, la cui incidenza è in crescita nei paesi sviluppati. Questi enzimi chiave coinvolti nella decomposizione della mucina sono codificati nel genoma di altri membri del microbiota umano e legittimano ulteriori approfondimenti. Inoltre, la complessità dei glicani della mucina implica un’attività coordinata degli enzimi da parte di molteplici batteri. I futuri orientamenti della ricerca concentreranno l’attenzione di Luis sulla definizione del meccanismo di utilizzo da parte delle varie specie di microbiota degli O-glicani della mucina ospiti e sull’associazione con le MICI.

Parole chiave

MUC, mucina, microbiota, B. theta, O-glicano, solfatasi, MICI, malattie infiammatorie intestinali, colite ulcerosa

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione