Molte patologie intestinali, come la colite ulcerosa e il morbo di Crohn, colpiscono specifici tratti dell’intestino. Una nuova ricerca ha dimostrato che il microbiota intestinale e i suoi metaboliti influenzano le caratteristiche delle cellule dei diversi segmenti del colon e in particolare le loro funzioni protettive.
I risultati, pubblicati su Cell, potrebbero dunque aprire la strada allo sviluppo di nuove terapie basate sul microbiota per prevenire o contrastare le malattie intestinali.
Precedenti studi hanno suggerito che le funzioni dell’intestino variano tra i vari segmenti, così come la composizione del microbiota intestinale. Tuttavia, non è ancora chiaro come si sviluppino le differenze tra i diversi tratti dell’intestino e quale sia il ruolo del microbiota in questo processo.
Per rispondere a queste domande, Jérémie Rispal della University of California, a San Francisco, e i suoi colleghi hanno analizzato come nei topi i microbi intestinali influenzano l’identità delle cellule delle diverse regioni del colon.
Tipi di cellule
I ricercatori hanno scoperto che il tratto iniziale, intermedio e finale del colon contengono tre tipi distinti di cellule, ognuno con un’attività genica unica e funzioni specializzate. Ad esempio, le cellule del tratto iniziale del colon sono principalmente coinvolte nel metabolismo dei grassi, mentre le cellule nelle regioni intermedia e finale sono associate alla produzione di muco e all’assorbimento di acqua.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che la rimozione o la riduzione dei microbi intestinali uniformano l’attività genica e attenuano le differenze tra i diversi tratti intestinali. Al contrario, la reintroduzione dei microbi intestinali ristabilisce le normali caratteristiche delle cellule del colon.
Successivamente, i ricercatori hanno coltivato in laboratorio tessuti del colon in miniatura a partire da cellule staminali prelevate dalla parte iniziale, intermedia e finale del colon. Le cellule staminali provenienti da qualsiasi regione sono risultate in grado di produrre la maggior parte dei tipi di cellule del colon, suggerendo che le differenze regionali non sono intrinseche nelle cellule staminali stesse, ma sono controllate da segnali esterni.
Identità protettiva
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che la niacina (vitamina B3), prodotta dai batteri intestinali, aiuta le cellule della parte iniziale del colon a svilupparsi e a mantenere la propria identità. Inoltre, è stato osservato sia in vitro sia in vivo che nei topi la niacina rafforza la barriera del colon e protegge dai danni alla mucosa.
Risultati simili sono stati ottenuti nell’uomo ed è stata rilevata un’associazione tra la perdita della funzione protettiva delle cellule del colon e il morbo di Crohn. Tuttavia, la rilevanza di questi risultati per le malattie intestinali umane non è ancora del tutto chiara.
«Questi risultati evidenziano i distinti meccanismi di regolazione del colon e dell’intestino tenue, dimostrato in particolare una maggiore dipendenza del colon dal microbiota, probabilmente a causa della carica batterica molto più elevata rispetto al resto dell’intestino» concludono i ricercatori.
