Il microbiota intestinale modifica l’attività delle cellule immunitarie nel cervello

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Stato dell’arte
Durante il parto e subito dopo la nascita, milioni di microrganismi colonizzano l’intestino del neonato, ma non sappiamo quanti e quali di Il sistema nervoso centrale (SNC) possiede specifiche cellule immunitarie, tra cui la microglia, che agisce come prima forma di difesa, e i macrofagi associati, detti CAM. Precedenti studi hanno dimostrato che i microbi intestinali possono influenzare alcune proprietà della microglia, ma gli effetti del microbiota sui CAM non sono ancora chiari

Cosa aggiunge questa ricerca
Il microbiota regola i profili di espressione genica e il numero dei macrofagi del plesso coroideo e, in misura minore, dei macrofagi perivascolari e meningei. L’infezione di topi germ-free con un virus ha evocato una risposta immunitaria attenuata di tutti i CAM. In un modello murino della malattia di Alzheimer, i ricercatori hanno osservato in topi germ-free un maggiore assorbimento di proteina beta-amiloide da parte dei macrofagi perivascolari.

Conclusioni
II risultati ottenuti potrebbero migliorare il trattamento di malattie neurodegenerative e di altre condizioni infiammatorie mediate dalle cellule immunitarie cerebrali.

Il cervello possiede specifiche cellule immunitarie, tra cui i macrofagi associati al SNC, detti CAM. Secondo un recente studio, pubblicato su The EMBO Journal, il numero e la funzione dei CAM possono essere influenzati dai microbi intestinali.  

Le cellule immunitarie del sistema nervoso centrale (SNC) includono la microglia, che agisce come prima forma di difesa immunitaria, e i macrofagi associati al SNC, detti CAM. Questi ultimi risiedono negli spazi che circondano i vasi sanguigni e nei tessuti che rivestono le meningi e il plesso coroideo, una complessa rete di capillari che produce il liquido cerebrospinale.

Precedenti studi hanno dimostrato che i microbi intestinali possono influenzare alcune proprietà delle microglia, ma gli effetti del microbiota sui CAM non sono ancora chiari.

Daniel Erny della University of Freiburg e i suoi colleghi hanno quindi utilizzato tecniche di manipolazione del microbiota, modelli murini e analisi dell’espressione genica per caratterizzare la composizione e la funzione cellulare dei CAM.

CAM, attività immunitaria e microbiota

Confrontando la microglia e i CAM di topi germ-free con quelli di topi di controllo, i ricercatori hanno scoperto che le cellule immunitarie di topi cresciuti in presenza di microbi erano caratterizzate da livelli più elevati di geni associati alla funzione immunitaria.

Nella microglia di topi germ-free sono stati inoltre rilevati livelli più elevati di apolipoproteina E, la cui espressione microgliale è nota per essere ridotta durante lo sviluppo. Ciò potrebbe suggerire che le cellule microgliali di topi germ-free sono “immature”.

Dai risultati ottenuti è infine emerso che il microbiota intestinale sembra regolare i profili di espressione genica e il numero di CAM del plesso coroideo. Effetti simili sono stati osservati in quelli perivascolari e meningei, anche se in misura minore.

Possibile ruolo anche per l’Alzheimer

Per valutare gli effetti delle alterazioni evidenziate nei CAM, i ricercatori hanno infettato topi germ-free e di controllo con il virus della coriomeningite linfocitaria: la densità della microglia è aumentata maggiormente nei topi di controllo rispetto ai topi germ-free, nei quali è stata osservata anche una risposta immunitaria attenuata di tutti i CAM.

Successivamente, i ricercatori hanno indagato il ruolo dei CAM in un modello murino del morbo di Alzheimer, osservando che nel cervello di topi germ-free e di topi trattati con antibiotici era presente un minor numero di placche beta-amiloidi.

I ricercatori hanno anche osservato un maggiore assorbimento del peptide beta-amiloide da parte dei macrofagi perivascolari negli animali germ-free, il che suggerisce che il microbiota può contribuire all’esito della malattia se la clearance del peptide è compromessa.

I risultati ottenuti potrebbero quindi migliorare il trattamento di malattie neurodegenerative e di altre condizioni infiammatorie mediate dalle cellule immunitarie cerebrali.

Giorgia Guglielmi
Giorgia Guglielmi è una science writer freelance residente in Massachusetts, USA. Ha conseguito il dottorato in Biologia all’European Molecular Biology Laboratory e il Master in Science Writing al MIT.

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