L’intestino e il suo microbiota convivono in un delicato equilibrio; un’alterazione della popolazione batterica può far insorgere disturbi infiammatori dell’intestino come il morbo di Crohn. Di recente, un gruppo di ricercatori ha scoperto che nei topi l’interruzione dell’asse microbiota-intestino, alterando i ritmi circadiani o la dieta, può indurre lo sviluppo di uno stato infiammatorio intestinale simile al morbo di Crohn.
I risultati, pubblicati su Cell, hanno inoltre identificato fattori dietetici e immunitari che potrebbero aiutare a trattare questa malattia nell’uomo.
È noto da tempo che il rivestimento dell’intestino tenue (mucosa), costituito da cellule epiteliali e immunitarie, nel corso della giornata è costantemente stimolato dai cambiamenti nell’assunzione di cibo e dagli antigeni prodotti dal microbiota. Ma rimane ancora da chiarire come venga mantenuto l’equilibrio microbiota-intestino.
Per rispondere a questa domanda, Hagit Shapiro, Eran Elinav e i loro colleghi del Weizmann Institute of Science (Israele) hanno deciso di caratterizzare l’espressione genica delle cellule epiteliali intestinali di topi di 12 settimane.
Microbiota intestinale, dieta e ritmi circadiani
I ricercatori hanno così scoperto che la dieta e i ritmi circadiani possono modificare l’espressione genica delle cellule epiteliali. In particolare, i cambiamenti nei tempi e nel contenuto della dieta, nonché le alterazioni dell’orologio circadiano, hanno portato a variazioni nell’espressione dei geni che codificano per il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II, che si trova tipicamente solo sulla superficie delle cellule immunitarie.
Poiché la composizione del microbiota intestinale subisce variazioni che seguono i ritmi circadiani, i ricercatori hanno valutato come le alterazioni del microbiota contribuiscono ai cambiamenti nell’espressione delle molecole MHC di classe II.
Dai risultati ottenuti è emerso che il trattamento dei topi con antibiotici ha portato a cambiamenti nell’espressione delle molecole MHC di classe II, così come il trapianto di microbiota da topi sottoposti a “jet lag” a topi normali.
Secondo i ricercatori, ciò suggerisce che, almeno in parte, l’effetto dell’alterazione dell’orologio circadiano sull’espressione delle molecole MHC di classe II nelle cellule epiteliali intestinali sia mediato dal microbiota.
Ulteriori esperimenti hanno permesso di identificare sei famiglie batteriche, tra cui Lactobacillus, Sutterella e Parabacteroides, che sono risultate arricchite nell’intestino in condizioni caratterizzate da una bassa espressione di MHC di classe II. I ricercatori hanno anche identificato nove famiglie batteriche, tra cui Coprococcus, Ruminococcus, Akkermansia e Streptococcus, che sono invece risultate sovrarappresentate in corrispondenza di un’alta espressione di MHC di classe II nelle cellule epiteliali intestinali.
Interventi mirati per il morbo di Crohn
I ricercatori hanno infine interrotto l’asse microbiota-intestino nei topi alterando la dieta degli animali o i ritmi circadiani. Queste variazioni hanno portato a una compromissione microbiota-dipendente della funzione di barriera intestinale, che ha provocato un flusso nel torrente circolatorio di prodotti microbici, contribuendo a esacerbare uno stato infiammatorio simile al morbo di Crohn.
«Il nostro studio identifica il microbioma dell’intestino tenue come un modulo centrale che risponde agli input nutrizionali, per esempio la composizione e la ritmicità dell’alimentazione», affermano i ricercatori. Studi futuri dovranno indagare se gli interventi dietetici o i cambiamenti nel ciclo sonno-veglia possono portare all’esacerbazione della malattia di Crohn nell’uomo e negli animali. Tali intuizioni possono aiutare a sviluppare nuovi interventi volti a ripristinare la funzione di barriera intestinale nei disturbi infiammatori dell’intestino.
