Il microbiota intestinale previene l’invecchiamento delle cellule immunitarie nel cervello

Le alterazioni del microbiota dovute all'avanzare dell'età facilitano l'accumulo del metabolita LMC nel cervello di topi ed esseri umani.
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Il microbiota intestinale previene l’invecchiamento delle cellule immunitarie nel cervello

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Stato dell’arte
La microglia è formata da cellule non neuronali che fungono da prima linea di difesa immunitaria nel cervello. Durante l’invecchiamento, la loro attività si riduce, probabilmente a causa di interazioni anomale tra il cervello e altre parti del corpo. Queste interazioni sembrano essere mediate da vari fattori, incluso il microbiota intestinale.

Cosa aggiunge questa ricerca
Mediante esperimenti sui topi, i ricercatori hanno scoperto che il microbiota intestinale influenza i cambiamenti associati all’invecchiamento dell’espressione genica della microglia. Nei topi germ-free sono stati riscontrati livelli ridotti di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e minori disfunzioni mitocondriali. Le analisi del sangue e del tessuto cerebrale hanno inoltre rivelato che durante l’invecchiamento si accumula nella microglia una molecola chiamata N6-carbossimetillisina (LMC). L’accumulo di LMC, che è stato riscontrato oltre che nei topi anche in uomini anziani, sembra essere microbiota-dipendente.

Conclusioni
I risultati suggeriscono che i microbi intestinali regolano specifiche caratteristiche della microglia durante l’invecchiamento.

La microglia ha il compito di eliminare placche, neuroni danneggiati e agenti infettivi dal cervello. La funzione di “scavenging” della microglia si riduce però con l’invecchiamento, in concomitanza con il declino cognitivo. 

Una nuova ricerca condotta sui topi mostra che i microbi intestinali possono contribuire al danneggiamento della microglia durante l’invecchiamento.

I risultati, pubblicati su Nature Neuroscience, suggeriscono infatti che il microbiota intestinale, che cambia composizione con l’età, può aumentare la permeabilità intestinale, consentendo a metaboliti potenzialmente dannosi di raggiungere il cervello e alterare specifiche caratteristiche della microglia.

Thomas Blank della University of Freiburg e i suoi colleghi sono giunti a queste conclusioni dopo aver analizzato la microglia di topi anziani e giovani adulti allevati in presenza o in assenza di microbi.

Microglia e microbiota intestinale

Valutando l’espressione genica nella microglia dei topi, i ricercatori hanno identificato una specifica firma genetica che regola i processi centrali nella microglia

La firma microgliale dei topi germ-free è risultata però alterata, soprattutto nei roditori anziani.

Il team ha quindi deciso di indagare se queste differenze fossero presenti anche a livello cellulare, riscontrando nei topi germ-free livelli ridotti di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e minori disfunzioni mitocondriali.

Metaboliti intestinali 

Per capire come i microbi intestinali possano alterare specifiche caratteristiche della microglia durante l’invecchiamento, il team ha valutato i metaboliti presenti nel sangue e nel tessuto cerebrale dei topi, scoprendo che nella microglia durante l’invecchiamento si accumula una molecola chiamata N6-carbossimetillisina (LMC).

I topi giovani adulti a cui è stata iniettata la LMC hanno mostrato cambiamenti nella loro microglia simili a quelli osservati nei topi anziani. 

L’accumulo di LMC, che è stato riscontrato oltre che nei topi anche in uomini anziani, sembra essere microbiota-dipendente.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che, nei topi anziani, il microbiota induce l’aumento dei livelli di LMC nel cervello alterando la barriera intestinale. 

Conclusioni

«Questi risultati sottolineano il forte impatto delle alterazioni del microbiota indotte dall’età, che alterano l’integrità della barriera intestinale e facilitano l’accumulo di LMC nel cervello di topi ed esseri umani anziani», affermano i ricercatori.

La LMC è un metabolita derivato dalla dieta che si forma a seguito della lavorazione degli alimenti, ad esempio durante una serie di reazioni chimiche che si verificano quando il cibo viene cotto ad alte temperature. In futuro sarà quindi interessante analizzare altri metaboliti derivati ​​dalla dieta simili alla LMC.

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