L’elevato consumo di grassi di origine animale, anche se praticato per un periodo breve, oltre che modificare la componente batterica intestinale, aumenta la suscettibilità all’infezione mediata da Listeria monocytogenes in modelli murini. La dieta rappresenta perciò, in generale, un target sul quale puntare nella prevenzione e/o trattamento delle patologie infettive.

È quanto conclude lo studio coordinato da Vanessa Las Heras dell’University College Cork, di recente pubblicazione sulla rivista Microbiome.

Che un apporto consistente di grassi tipico della dieta occidentale sia implicato nello sviluppo di obesità e svariate patologie infiammatorie è ormai noto. Poco si sa invece dei suoi effetti nei confronti di malattie infettive. Tra le più diffuse e pericolose per l’uomo troviamo quelle veicolate da Listeria monocytogenes, un patogeno presente nel cibo e molto abile a colonizzare il nostro intestino, ma non solo, grazie all’interazione tra la proteina batterica internalina A (InlA) e la E-caderina dell’ospite.

I ricercatori hanno dunque monitorato i principali parametri associati al processo infettivo sia prima sia dopo l’inoculazione del patogeno in opportuni modelli murini (C57B1/6J, n=10) alimentati per i precedenti 13 giorni rispettivamente con una dieta ad alto contenuto di grassi (HF, 45% delle calorie in grassi), a basso contenuto di grassi (LF, 10%) e con alimentazione normale (C, 18%). Ai parametri strettamente correlati alla malattia da Listeria è stata abbinata una valutazione dei cambiamenti a livello del microbiota intestinale. Di seguito le principali evidenze emerse dai campioni fecali e dalle analisi istologiche.

Suscettibilità all’infezione orale da Listeria

Al tredicesimo giorno delle rispettive diete, i modelli murini sono stati infettati per via orale con il patogeno precedentemente modificato in InlA per aumentare la sua capacità di interazione con l’ospite. A differenza di quella umana, infatti, l’E-cad espressa dal topo non lega così bene la proteina batterica. Per mimarne al meglio le condizioni è stato perciò necessario modificarne l’affinità.

Rispetto agli altri gruppi, quello in regime HF ha registrato una maggiore suscettibilità all’infezione. Tale affermazione è supportata da un incremento dei livelli del patogeno negli organi interni e nel tratto di cieco tre giorni dopo l’inoculazione.

La dieta influenza dunque lo sviluppo dell’infezione. Ma ci sono effetti anche prima dell’entrata in contatto con l’agente infettivo? Sembrerebbe di sì.

È stato infatti dimostrato che l’alimentazione è in grado di modulare la fisiologia dell’ospite anche prima dell’infezione. È stato possibile arrivare a questa conclusione grazie al monitoraggio di parametri notoriamente implicati nell’infezione in oggetto. Ad esempio, nel gruppo alimentato con HF si è registrato:

• un innalzamento delle cellule globose dell’intestino, principale sito di invasione di L. monocytogenes
• un incremento di espressione dei geni pro-infiammatori codificanti per IL-23 e iNOS nell’ileo, per IL-1beta nell’ileo e nel fegato, per TNF-alpha nel fegato
• di contro, una riduzione pronunciata dell’attività di RegIII-gamma, fattore implicato nella protezione dai patogeni
• un abbassamento della trascrizione per proteine di giunzione occludenti, presupposto di un’alterazione nella funzionalità e integrità della barriera intestinale
• un aumento significativo di espressione epatica per i geni codificanti mN-cad e MET, entrambi siti di legame per Listeria monocytogenes. Attività genica inalterata invece a livello intestinale.

Effetti sul microbiota

Considerando il già dimostrato ruolo dei batteri commensali nel proteggerci dai patogeni, Listeria monocytogenes compreso, oltre che nel favorire l’equilibrio immunitario, i ricercatori hanno valutato gli effetti di 13 giorni di dieta HF vs LF proprio sul microbiota intestinale.

La sola dieta, senza quindi il contributo dell’infezione, ha comportato:

• una netta separazione tra i due gruppi in termini di beta-diversity
• un aumento di batteri appartenenti al phylum Firmicutes nel gruppo HF accompagnato da un decremento dei Bacteroidetes. Ciò suggerisce un iniziale stadio di infiammazione e indebolimento della barriera intestinale
• a livello di famiglia, un aumento di Bacteroidaceae e Rikenellaceae nel gruppo in LF, di Ruminococcaceae e Lachnospiraceae in HF.

Queste alterazioni batteriche dieta-dipendenti creano quindi, nel caso della dieta ad alto contenuto di grassi, un ambiente favorevole per la proliferazione e colonizzazione dei patogeni.

Per esaminare più a fondo i legami tra dieta e cambiamenti nella comunità batterica, i ricercatori hanno correlato le eventuali alterazioni di espressione genica dell’ospite con l’abbondanza di alcuni generi del microbiota fecale presi singolarmente:

• Butyricicoccus, Clostridium XIVa, Streptococcus e Mucispirillum sono risultati più presenti nei modelli in HF e la loro abbondanza sembra correlata all’induzione di geni codificanti per mediatori infiammatori nell’ospite
• Parabacteroides e Bacteroides hanno invece mostrato abbondanza maggiore nel gruppo LF e associazione con il mantenimento dell’omeostasi immunitaria intestinale agendo a livello della barriera
• Clostridium XI-XIVa ed Enterococcus spp., influenzati dalla dieta HF, sono risultati correlati con l’espressione di geni codificanti per recettori di Listeria monocytogenes, oltre che con quella di geni implicati nell’infiammazione di ileo e fegato.

Risposta all’infezione

Dopo aver valutato il quadro generale prima dell’inoculazione del patogeno, i ricercatori si sono concentrati sui meccanismi di risposta all’infezione. Dopo tre giorni:

• il numero delle cellule globose intestinali rimangono più elevate nel gruppo in HF rispetto ai restanti
• sorprendentemente, sempre nel gruppo HF si ha una riduzione dell’espressione di geni codificanti per marcatori infiammatori nel fegato e nell’ileo. Questa osservazione ha trovato riscontro nell’analisi istologica, che ha di contro evidenziato un aumento di carica batterica patogena in loco rispetto ai gruppi in dieta normale o LF
• le comunità batteriche del gruppo HF sono apparse nettamente differenziate rispetto agli altri due gruppi, registrando un potenziamento degli OTUs associati a infiammazione dieta-dipendente
• il rapporto Firmicutes/Bacteroidetes si è mantenuto maggiore nel gruppo HF anche durante l’infezione, come del resto le famiglie Ruminococcaceae e Lachnospiraceae
• nel gruppo in HF l’infezione da Listeria ha comportato una generale riduzione nell’espressione genica dell’ospite (modulatore negativo).

In conclusione, dunque, sulla base di questo studio condotto in vivo possiamo affermare come una dieta ad alto contenuto di grassi animali, anche se seguita per un breve periodo, determini non solo cambiamenti nel microbiota batterico intestinale, ma anche una maggior suscettibilità alle infezioni da patogeni, Listeria monocytogenes in questo caso. Questi risultati, in attesa di ulteriori conferme, pongono perciò l’accento sull’importanza dell’alimentazione non solo in un contesto di obesità o infiammazione, ma anche in quello di prevenzione e/o trattamento di patologie infettive.