Stato dell’arte
A livello del colon il muco e il microbiota svolgono entrambi attività importanti, ma sappiamo ancora poco in che modo questi due elementi interagiscono tra loro.

Cosa aggiunge questo studio
In questo studio è stato approfondito in vivo come il muco del colon (prossimale e distale) interagisce con la popolazione batterica intestinale regolando a sua volta l’interazione con l’ospite.

Conclusioni
Da quanto emerge sembra che sia il microbiota stesso a “dirigere” la sua incapsulazione protettiva promuovendo la produzione di mucina da parte delle cellule globate. Viceversa, gli O-glicani derivati dalla mucina modulano la struttura e la funzionalità del microbiota locale.

Muco del colon e microbiota. Il rapporto tra questi due elementi sembra essere non soltanto interattivo, ma anche fondamentale per il mantenimento della struttura e della funzionalità della componente batterica stessa. E quindi, di riflesso, è importante per la salute dell’organismo in generale.

Mentre il microbiota promuove la propria incapsulazione stimolando la produzione di mucina, i suoi derivati (O-glicani) ne influenzano le caratteristiche. È quanto dimostra lo studio di Kirk Bergstrom e colleghi della Oklahoma Medical Research Foundation (USA), di recente pubblicato su Science Reports. 

Muco, interfaccia tra parete intestinale e microbiota

Nai mammiferi il colon è la sede di innumerevoli specie batteriche che coabitano e interagiscono tra loro e con l’ospite. A far da mediatore è il muco, un network polimerico prodotto da cellule globate principalmente composto da mucina (Muc2) e, tra i suoi metaboliti, gli O-glicosilati. 

Molto della sua formazione e funzione, soprattutto in relazione al microbiota, rimane tuttavia ancora da approfondire.

Per farlo, i ricercatori americani hanno innanzitutto incubato un anticorpo anti-mucina (Maackia amurensis lectin II o MALII) su biopsie di varie porzioni di colon tratte da modelli murini dimostrando come il muco del lume sia principalmente derivato da quello prossimale considerando l’incremento delle dimensioni e del numero di cellule globate in questo ultimo.

Un ulteriore elemento di differenza è l’espressione di oltre 1000 geni, Muc2 inclusa. Ciò lascia ipotizzare la funzionalità peculiare di queste due porzioni di colon.

Come interagiscono muco e batteri

Analizzando il pellet fecale, la popolazione batterica è stata riscontrata solamente incapsulata in muco della porzione prossimale del colon.

Di questo, la forma O-glicata sembrerebbe essere la chiave per la segregazione del microbiota dal tessuto dell’ospite. Infatti:

• in modelli modificati per non esprimerla si è vista una significativa riduzione del muco nel materiale fecale e, di conseguenza, dell’incapsulazione di ceppi B. theta, fisiologicamente intrappolati
• la non produzione di muco O-glicosilato ha comportato inoltre una maggior suscettibilità a coliti spontanee e disturbi intestinali acuti con un peggioramento clinico soprattutto in modelli con modifiche nello strato di muco esterno (barriera) e interno (di nicchia)
• confrontando modelli germ-free, SPF (specific-pathogen free) e con microbiota fisiologico lo spessore del muco sembrerebbe a sua volta in relazione al contenuto batterico dimostrando nei primi due casi una scarsa formazione
• la popolazione batterica influenza quindi la produzione di muco anche se solo della porzione prossimale. Tra tutti, i principali attori sono risultati A. muciniphila e B. thetaiotaomicron. In che modo? stimolando l’espressione di Muc2 e, in generale, l’attività di cellule globate. L’acido 3-idrossibutirrico, 2-oxoglutarate, e glucosio-6-fosfato si sono invece mostrati i principali mediatori metabolici
• nonostante sia stato ipotizzato un coinvolgimento del processo infiammatorio (normalmente implicato nella regolazione delle cellule globate), il muco O-glicosilato prossimale si è dimostrato sufficiente nell’alterazione strutturale e funzionale dell’ecosistema batterico

Conclusioni

Un’abbondante presenza di O-glicani sembrerebbe quindi fondamentale per la formazione di un muco completo (strato di barriera e di nicchia) per una corretta interazione con il microbiota locale. 

Il muco che troviamo nel materiale fecale inoltre sembrerebbe dare una buona rappresentazione della situazione del tratto di colon supportando nuovi strumenti di indagine meno invasivi.