I macrofagi intestinali sono essenziali per la riparazione della barriera epiteliale dell’intestino. Queste cellule vengono reclutate grazie all’azione del microbiota intestinale. Tuttavia, non è ancora stato dimostrato quali siano i fattori microbici e le vie metaboliche dell’ospite che coordinano questo processo.
Di recente un gruppo di ricercatori ha scoperto che il riconoscimento di una specifica proteina batterica da parte delle cellule staminali intestinali contribuisce a proteggere l’intestino grazie al reclutamento dei macrofagi.
I risultati, pubblicati su Science Immunology, suggeriscono dunque che le cellule staminali intestinali siano i principali “sensori” dei microbi benefici e che contribuiscano così a mantenere la salute dell’intestino e a prevenire l’infiammazione.
Precedenti studi hanno dimostrato che il reclutamento e la differenziazione dei macrofagi intestinali dipendono da segnali provenienti dal microbiota e che, quando questo processo fallisce, possono insorgere patologie croniche come le malattie infiammatorie croniche intestinali. Sebbene sia noto che i recettori Toll-like aiutino a rilevare i microbi, non è ancora chiaro il meccanismo che consente il reclutamento dei macrofagi.
Per rispondere a questa domanda, i ricercatori guidati da Ming-Ting Tsai del Baylor College of Medicine di Houston, in Texas, si sono proposti di indagare l’interazione tra le cellule staminali intestinali e il sistema immunitario.
Attivazione dell’immunità
I ricercatori hanno scoperto che la colonizzazione di topi con uno specifico ceppo del batterio commensale Escherichia coli, chiamato 541-15, è in grado di ripristinare i livelli di macrofagi intestinali dopo un trattamento antibiotico. Questi topi sono risultati inoltre protetti dalla colite indotta chimicamente, mostrando una minore infiammazione, una maggiore lunghezza del colon e marcatori di malattia inferiori rispetto ai topi non infettati dal batterio.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che la proteina flagellina di E. coli 541-15 interagisce con il recettore TLR5 presente sulle cellule staminali intestinali, che a loro volta secernono molecole che attraggono i macrofagi.
Utilizzando “mini-colon” coltivati in laboratorio che imitano il tessuto intestinale umano, il team ha scoperto che le cellule epiteliali del colon differenziate non reagiscono alla presenza di E. coli 541-15, mentre le cellule staminali attivano i geni coinvolti nel reclutamento immunitario senza causare infiammazione.
Rilevamento microbico
I ricercatori hanno poi dimostrato che E. coli 541-15 favorisce il reclutamento di cellule immunitarie chiave che possono differenziarsi in macrofagi, aumentando il numero di macrofagi maturi e protettivi.
Questo effetto dipende da una molecola chiamata CCL2 che viene secreta dalle cellule staminali intestinali in presenza di E. coli 541-15. L’assenza di questa molecola ha annullato la protezione dei topi dalla colite e ha ridotto il numero di macrofagi intestinali.
«Sebbene siano necessari ulteriori studi per confermare questi risultati nell’uomo e per individuare eventuali altri segnali microbici che contribuiscono al reclutamento di cellule immunitarie nell’intestino, il nostro studio dimostra un ruolo cruciale delle cellule staminali intestinali nel rilevamento del microbi e nel conseguente reclutamento dei macrofagi intestinali, contribuendo così a supportare la funzione della barriera intestinale».
