Recentemente è stato dimostrato che i microbi intestinali sono implicati nel processo di neurodegenerazione, ma non è ancora chiaro in che modo e con quali meccanismi il microbiota intestinale svolga un ruolo nell’infiammazione e nella degenerazione cerebrale.
Un nuovo studio condotto su un modello murino della malattia di Alzheimer suggerisce che i batteri intestinali sono in grado di attivare le cellule immunitarie che possono danneggiare il tessuto cerebrale ed esacerbare la neurodegenerazione.
I risultati, pubblicati su Science, possono favorire lo sviluppo di strategie di modulazione del microbiota intestinale che abbiano lo scopo di prevenire o curare la neurodegenerazione.
Alzheimer e infiammazione cerebrale
Le condizioni neurodegenerative come il morbo di Alzheimer sono caratterizzate dall’accumulo di una proteina chiamata tau.
L’infiammazione cerebrale causata da un’altra proteina denominata apolipoproteina E (ApoE) è coinvolta nella progressione della neurodegenerazione mediata da tau.
Inoltre, alcuni studi hanno suggerito che il microbiota intestinale è in grado di regolare l’infiammazione cerebrale nei topi che esprimono una variante genetica di ApoE, che è considerata il principale fattore di rischio genetico per la malattia di Alzheimer.
Tuttavia, non è chiaro se esista un nesso causale tra i batteri intestinali e la neurodegenerazione.
Per rispondere a questa domanda, David Holtzman della Washington University di St. Louis e i suoi colleghi hanno usato un modello murino del morbo di Alzheimer per studiare se e come i microbi intestinali possono influenzare la neurodegenerazione mediata da tau.
Neurodegenerazione mediata dal microbiota
In questo studio, i topi sono stati geneticamente modificati per esprimere una forma mutante di tau e una variante del gene ApoE umano, che è implicato nella malattia di Alzheimer.
Gli animali sono stati allevati in assenza o meno di germi. A 40 settimane di vita, i topi di controllo hanno mostrato segni di neurodegenerazione, tra cui la riduzione di alcune aree cerebrali.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che il cervello dei topi germ-free presenta danni molto più lievi rispetto ai topi con un microbiota normale. Anche i topi maschi trattati con antibiotici a due settimane di vita hanno mostrato meno danni cerebrali rispetto ai controlli. Il trattamento antibiotico non sembra ridurre la neurodegenerazione nei topi femmina.
«È già stato dimostrato che le cellule immunitarie nel cervello maschile e femminile rispondono in modo molto diverso agli stimoli» afferma David Holtzman. «Quindi non è sorprendente che la risposta a una manipolazione del microbiota sia diversa nei due sessi, anche se non è chiaro cosa ciò possa significare per gli uomini e le donne affetti dal morbo di Alzheimer e dai disturbi correlati».
Acidi grassi a catena corta e infiammazione cerebrale
Successivamente, il team ha scoperto che i ceppi batterici associati alla produzione di acidi grassi a catena corta possono attivare le cellule immunitarie che innescano l’infiammazione cerebrale e aggravano la neurodegenerazione.
I livelli di acetato, propionato e butirrato sono risultati ridotti nei topi trattati con antibiotici e non rilevabili nei topi germ-free.
Fornire a topi germ-free questi acidi grassi nell’acqua potabile ha provocato un aumento dell’attività delle cellule immunitarie cerebrali e dei segni di neurodegenerazione.
Conclusioni
«Questo studio può offrire importanti spunti su come il microbioma influenza la neurodegenerazione mediata da tau e suggerisce che le terapie basate sul microbiota possono influenzare l’insorgenza o la progressione dei disturbi neurodegenerativi», afferma la coautrice dello studio Linda McGavern.
«Potrebbe essere utile modulare il microbiota del modello murino di Alzheimer prima che gli animali mostrino segni di neurodegenerazione, per impedirne la comparsa, in modo da testare poi questo approccio anche nell’uomo» conclude David Holtzman.
