Precedenti studi hanno dimostrato che le flagelline, ovvero le proteine che formano le minuscole strutture a forma di frusta chiamate flagelli che aiutano i batteri a muoversi, possono inibire o stimolare il sistema immunitario. Di recente, un gruppo di ricercatori ha deciso di condurre uno studio per approfondire il legame tra flagelline e sistema immunitario, arrivando a dimostrare che differenze in queste proteine determinano la capacità del microbiota intestinale di tenere sotto controllo il sistema immunitario o di favorire l’infiammazione tipica del morbo di Crohn.
I risultati, pubblicati su Science Immunology, suggeriscono che i batteri Clostridia presenti nell’intestino possono essere suddivisi in due gruppi, uno dei quali, in determinate condizioni, contribuisce allo sviluppo di stati infiammatori intestinali.
Precedenti studi hanno dimostrato che i genomi della maggior parte dei Clostridi ospitano molteplici geni che codificano per le flagelline, ma non è ancora chiaro in che misura ciascuno di essi venga espresso e quale impatto abbia questa diversità sulle interazioni ospite-commensale in condizioni di salute e malattia.
Per rispondere a queste domande, Lennard Duck della University of Alabama at Birmingham e i suoi colleghi hanno analizzato oltre 100.000 genomi di batteri Clostridia presenti nell’intestino.
Attivazione immunitaria
I ricercatori hanno scoperto che i geni che controllano i flagelli, chiamati geni di motilità, sono disposti in modo diverso nei batteri Clostridia, anche all’interno di famiglie strettamente correlate. Alcuni batteri, come i Lachnospiraceae, possiedono più geni di motilità e flagelline maggiormente diversificate, mentre altri hanno un numero inferiore di geni e sono caratterizzati da una minore diversità di queste proteine.
Sulla base della diversità delle flagelline e dell’organizzazione dei geni di motilità, il team ha classificato i Clostridia intestinali in due gruppi, G1 e G2. Entrambi i gruppi sono risultati in grado di colonizzare l’intestino di topi germ-free e di stimolare la funzione delle cellule immunitarie protettive e la produzione di anticorpi che contribuiscono a mantenere il normale equilibrio intestinale. I batteri del gruppo G2 hanno però innescato l’espressione di geni legati all’infiammazione e allo stress, mentre i batteri G1 hanno attivato principalmente funzioni protettive.
Infiammazione intestinale
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che, quando la barriera intestinale si indebolisce, i batteri del gruppo G2 – ma non del gruppo G1 – causano infiammazione e danni al rivestimento del colon. I ricercatori hanno inoltre scoperto che le flagelline differiscono tra i batteri intestinali G1 e G2: in particolare, solo i batteri G2 producono flagelline che attivano fortemente il sistema immunitario.
I ricercatori hanno anche scoperto che nei pazienti affetti da morbo di Crohn, i batteri G1 sono in genere ridotti, mentre i batteri G2 sono più abbondanti nei tessuti infiammati. Questo dato suggerisce che l’equilibrio tra i batteri G1 e G2 e le loro flagelline potrebbe influenzare l’infiammazione e lo sviluppo di malattie intestinali.
«Questo studio ha identificato le caratteristiche chiave di specifici batteri commensali con potenziale colitogeno e ha rivelato un meccanismo attraverso il quale questi microrganismi potrebbero innescare l’infiammazione intestinale», concludono gli autori.
