I batteri dell’intestino frenano la produzione dell’acido retinoico, metabolita della vitamina A, per regolare l’attività immunitaria e prevenire la colonizzazione degli agenti patogeni. Lo studio, condotto su topi, è stato coordinato da Mayara Grizotte-Lake alla Brown University di Providence, Rhode Island, negli Stati Uniti, e pubblicato sulla rivista Immunity.
Le cellule che rivestono il nostro intestino assumono la vitamina A che ingeriamo con il cibo e ne trasformano una parte in acido retinoico, una molecola la cui concentrazione regola l’equilibrio tra le risposte immunitarie protettive e patogene nell’intestino.
Per valutare se i batteri commensali influenzino le funzioni immunomodulatorie dell’acido retinoico attraverso la regolazione del metabolismo della vitamina A, i ricercatori hanno quantificato vari metaboliti della vitamina A nell’intestino di topi cresciuti in assenza o in presenza di batteri, indicati rispettivamente come topi privi di germi e convenzionali.
Microbiota intestinale coinvolto nel metabolismo della vitamina A
Rispetto all’intestino dei topi convenzionali, l’intestino di topi privi di germi aveva una maggiore concentrazione di acido retinoico e una minore concentrazione del suo precursore, la vitamina A. Questo suggerisce che i batteri intestinali frenino la conversione della vitamina A in acido retinoico.
Il team ha scoperto che i batteri intestinali modulano il metabolismo della vitamina A riducendo l’espressione di Rdh7 – un gene il cui prodotto trasforma la vitamina A in uno dei suoi metaboliti – nelle cellule che rivestono l’intestino. Topi trattati con antibiotici per eliminare i loro batteri intestinali hanno mostrato maggiore espressione di Rdh7 rispetto ai topi non trattati.
Poiché la maggior parte del microbiota intestinale è composta da specie batteriche anaerobiche come Firmicutes e Bacteroidetes, i ricercatori hanno trattato topi con un antibiotico che bersaglia questi batteri. Dopo 4 settimane, i topi trattati avevano un’espressione significativamente aumentata di Rdh7 nonché maggiori quantità di acido retinoico nell’intestino.
Il team ha anche scoperto che i batteri appartenenti alla famiglia Clostridia riducono significativamente l’espressione di Rdh7 nell’intestino.
L’acido retinoico influenza i livelli e l’attività di IL-22 nell’intestino
Successivamente, i ricercatori hanno testato se l’espressione di Rdh7 nelle cellule intestinali contribuisce a regolare le funzioni immunomodulatorie dell’acido retinoico nell’intestino. I topi geneticamente modificati per non produrre Rdh7 nelle loro cellule intestinali hanno meno acido retinoico nell’intestino e un minor numero di cellule immunitarie che producono IL-22, una citochina che coordina la risposta immunitaria contro i batteri intestinali e che viene prodotta in quantità elevata dopo l’infezione da parte di agenti patogeni intestinali.
A seconda dell’agente patogeno, IL-22 può proteggere l’ospite dalla colonizzazione o promuovere la colonizzazione degli agenti patogeni come nel caso di Salmonella Typhimurium. I topi privi di Rdh7 erano meno suscettibili alla colonizzazione da parte di S. Typhimurium e avevano un carico patogeno inferiore nelle loro feci rispetto ai topi con Rdh7. La resistenza all’infezione da S. Typhimurium era associata a livelli ridotti di antimicrobici indotti da IL-22. Rispetto ai roditori di tipo selvatico, i topi privi di Rdh7 erano anche meno sensibili alla disbiosi mediata da Salmonella, che porta all’esaurimento delle specie commensali intestinali come Clostridia.
In conclusione, i ricercatori suggeriscono che i microbi intestinali regolino l’espressione di Rdh7 e la produzione di acido retinoico, che a sua volta modula l’attività di IL-22 nell’intestino. Frenare l’espressione di Rdh7 e di acido retinoico protegge il microbiota intestinale e previene la disbiosi microbica e la colonizzazione degli agenti patogeni riducendo le risposte mediate da IL-22.
Secondo gli autori i risultati di questa ricerca potrebbero essere importanti per lo sviluppo di nuovi approcci che sfruttano i microbi intestinali per modulare la risposta immunitaria dell’intestino in disturbi come il morbo di Crohn e la malattia infiammatoria intestinale.
Traduzione dall’inglese a cura della redazione
