Microbiota intestinale e risposta immunitaria: ecco come cambiano nella terza età

14 Marzo 2019 / di Silvia Radrezza


  • Stato dell’arte
    L’invecchiamento porta con sé una maggiore vulnerabilità ai disordini gastrointestinali, ma resta da chiarire il meccanismo sottostante.
  • Cosa aggiunge questa ricerca
    Lo studio valuta i cambiamenti di microbiota e di espressione genica in relazione all’invecchiamento, confrontando modelli murini giovani (10 settimane) e anziani (19 mesi).
  • Conclusioni
    Con l’età si registra un indebolimento della barriera mucosale di colon e ileo oltre che cambiamenti nella composizione del microbiota fecale e nell’espressione di molti geni immunitari. Ulteriori studi sono però necessari per determinare la sequenza degli eventi e impostare eventuali strategie di intervento.

Per la maggior parte delle persone, invecchiare significa soffrire di vari acciacchi, muscoloscheletrici e gastrointestinali in particolare. Focalizzandosi su questi ultimi, quali sono i fattori chiave che ne determinano un aumento del rischio con il passare del tempo? Il danneggiamento della barriera mucosale intestinale, i cambiamenti di composizione batterica e le alterazioni nell’espressione di svariati geni implicati nella regolazione immunitaria. Sono questi i punti deboli riscontrati dallo studio condotto da Bruno Sovran e colleghi del Top Institute Food and Nutrition olandese e oggetto pubblicazione su Scientific Reports.

In generale, con il passare degli anni, i processi metabolici, di difesa e/o riparazione cellulare diventano sempre meno efficienti. A questo si aggiunge un declino nell’attività del sistema immunitario, innato e adattativo. Una situazione clinica di complessivo rallentamento implica di contro un’aumentata vulnerabilità a infezioni o all’instaurarsi di processi infiammatori, autoimmuni ecc. Tra questi, i disordini del tratto gastrointestinale rappresentano la tipologia di disturbi più comune tra gli anziani. Come questi siano meccanicamente correlati all’invecchiamento rimane tuttavia ancora da chiarire.  

Per farlo, i ricercatori hanno osservato i cambiamenti di microbiota intestinale e di espressione genica confrontando molteplici parametri età-correlati in modelli murini giovani (10 settimane di vita) e anziani (19 mesi). Di seguito i principali risultati emersi da analisi istologiche e fecali.

Età e cambiamenti di struttura intestinale

Dall’analisi istologica dei tessuti intestinali dei due gruppi si è visto che, rispetto ai giovani, nei topi anziani:

  • la lunghezza dei villi è significativamente maggiore
  • le cellule di Paneth, regolatrici di permeabilità intestinale, sono meno presenti
  • si ha un aumento di cellule in apoptosi nella parte superiore delle cripte del colon non supportato da proliferazione cellulare. Non si osserva, però, un evidente decremento totale delle cellule globose in loco (minore quindi la vitalità). Di contro, nell’ileo cala anche la conta totale
  • soprattutto a livello del colon, lo strato di muco secreto è più sottile o, in alcuni casi, del tutto assente. Ciò determina inevitabilmente una maggiore permeabilità all’infiltrazione batterica  
  • si osserva una maggiore espressione di strutture del tessuto singolo linfoide intestinale (SILT)

 Invecchiamento e risposta immunitaria

Per approfondire i potenziali meccanismi e le vie metaboliche modulate a loro volta dalla disfunzione della barriera intestinale dimostrata con l’avanzare dell’età, all’esame istologico è seguito quello genomico ottenuto applicando tecniche di trascrittomica.  

Sono 1503 i geni risultati differentemente espressi tra i topi giovani e gli anziani, 759 sovra- e 744 sotto-regolati. Tra questi:

  • i geni codificanti per agenti immunitari quali PRRs (Pattern Recognition Receptors), citochine, chemochine, immunoglobuline, (poli) peptidi antimicrobici, CD3, CD4, CD8 o Treg sono risultati sotto-regolati nel colon dei topi anziani
  • nell’ileo, sempre i topi anziani hanno presentato una notevole sotto-espressione dei processi correlati all’immunità adattiva, inclusi i pathway di segnalazione per CTLA4, linfociti T, natural killer, CD28, T helper o della proteina antimicrobica angiogenina 4

 Invecchiamento e microbiota

Da ultimo, i ricercatori si sono concentrati sui batteri direttamente coinvolti nell’alterazione genetica osservata nel colon dei topi anziani.

Applicando analisi di correlazione e di integrazione multivariata, è stato possibile identificare 3 distinti cluster batterici (A,B,D) associati, positivamente o negativamente, con 4 cluster di geni (1,2,4,5 composti da circa 100 geni ciascuno). La correlazione più forte è emersa tra i cluster D e 5, relativamente più debole anche con il 2.

I batteri del cluster D hanno infatti registrato un aumento di abbondanza relativa in topi di 15 e 19 mesi di vita, mostrando inoltre una correlazione negativa con i geni immunitari coinvolti nell’apoptosi e differentemente espressi nei topi anziani rispetto a quelli giovani.

L’invecchiamento comporta mutamenti nella struttura dell’intestino, nella componente batterica che lo colonizza e, di conseguenza, anche a livello immunitario. Capire la successione temporale degli eventi, nonché la loro entità, potrà essere un valido aiuto per impostare strategie di prevenzione e cura per disturbi correlati all’età, gastrointestinali e non solo.

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