Il microbiota intestinale agisce anche a distanza

bacteria antibody

Quando vi sentite soli, pensate ai miliardi di batteri che popolano il vostro intestino, Più di 500 specie di microrganismi che prosperano nell’intestino umano non sono poche e la loro presenza si fa sentire: modulano i processi infiammatori e l'omeostasi in tutti gli organi dell’ospite, facendosi carico di funzioni metaboliche e immunitarie… e tutto questo rimanendo confinati in un angolo del nostro apparato digerente! Sono  i prodotti del loro metabolismo a viaggiare verso tessuti e organi lontani. 

Fino a poco fa, si pensava che il nostro organismo contenesse fino a 10 volte più cellule batteriche che cellule propriamente umane: se fosse stato così, saremmo stati stranieri in casa nostra. Oggi quelle stime sono state ridimensionate. Sembra che il nostro corpo ospiti cellule batteriche e umane in egual numero, che è comunque una proporzione sorprendente: siamo "noi" solo... per metà! La maggior parte dei batteri vive nell'intestino, svolgendo funzioni essenziali per la nostra salute e quella del sistema immunitario. La lista di malattie associate a una composizione alterata del microbiota intestinale è lunga e include il cancro del colon-retto e molte patologie infiammatorie.

I batteri intestinali sono quindi una risorsa, senza la quale non potremmo vivere. Però, riusciamo ad andare d’accordo solo se rimangono al loro posto. Il nostro corpo è dotato di barriere fisiche che impediscono ai microscopici inquilini di diffondersi nella circolazione sistemica e nei restanti organi e tessuti.

Eppure, in qualche modo riescono a superare queste barriere...

Riusciamo a contenere i batteri ma non i loro metaboliti… almeno non del tutto. I composti chimici prodotti dalle reazioni metaboliche vengono in parte assorbiti, spiegando gli effetti mediati dal microbiota anche “a distanza” nel corpo dell’ospite. Ma i tassi di assorbimento dei metaboliti non sono gli stessi lungo tutto l'intestino. Nell'intestino tenue, i metaboliti vengono assorbiti di più e più velocemente, determinando una rapida distribuzione sistemica che può causare una risposta infiammatoria.

Ci pensano gli anticorpi!

Per fortuna esiste un meccanismo di difesa per accelerare il transito dei batteri dall'intestino tenue al colon, dove la penetrazione dei metaboliti, al contrario, è minima. L’autobus molecolare che trasporta i batteri nel colon è un anticorpo appartenente alla classe delle immunoglobuline A (IgA), associato alle membrane delle mucose, che ricopre la superficie dei batteri mentre attraversano l'intestino tenue. L'anticorpo riduce la loro motilità e gli impedisce di muoversi "contro corrente", accelerando quindi il loro passaggio nel colon.

Possiamo "vedere" la distribuzione dei metaboliti batterici? Possiamo distinguere inequivocabilmente le molecole propriamente batteriche all'interno del corpo umano, così caotico e pieno di metaboliti simili ma di diversa origine? Per eseguire gli esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato un ceppo geneticamente modificato di Escherichia coli, i cui metaboliti sono inconfondibili, poiché contengono un diverso isotopo di carbonio (è lo stesso atomo, ma con un diverso numero di neutroni nel nucleo).

Con questa strategia, gli scienziati hanno dimostrato che nei topi privati delle IgA c'è una maggiore quantità di metaboliti sia nell'intestino tenue che nella circolazione sanguigna e in organi distanti, come il pancreas o il tessuto adiposo. Questi metaboliti sono per lo più di natura lipidica e associati a una maggiore risposta infiammatoria. La ritenzione di batteri nell'intestino tenue si osserva in molte patologie, come fibrosi cistica, cirrosi e enteropatie: difetti nella produzione o nella funzione degli anticorpi potrebbero essere una delle cause. Insomma, dai risultati dello studio emerge che il sistema immunitario, oltre a respingere gli invasori esterni, ci protegge anche dall'interno, regolando la penetrazione e la distribuzione dei metaboliti prodotti dal nostro stesso microbiota.

Erika Salvatori

Fonte:

Ochimura Y., et al. (2018) Antibodies set boundaries limiting microbial metabolite penetration and the resultant mammalian host response. Immunity 49, 545-559

Molecole batteriche

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