Le cellule staminali presenti nell’intestino svolgono un ruolo chiave nei processi di rinnovamento e rigenerazione di questo organo.
Di recente, uno studio sui topi ha mostrato che un metabolita microbico può interagire con le cellule staminali intestinali e danneggiare il loro DNA. I risultati, pubblicati su Cell Reports, suggeriscono quindi che specifici batteri intestinali possono causare mutazioni genetiche nel colon e aumentare la suscettibilità alle malattie.
Klebsiella, tilimicina e antibiotici
Precedenti ricerche hanno dimostrato che alcuni batteri intestinali come Klebsiella producono una tossina che danneggia il DNA, chiamata tilimicina.
È stato inoltre osservato che la crescita eccessiva di questi batteri a seguito dell’uso di antibiotici può provocare elevate concentrazioni intestinali di questa tossina.
Sebbene il rapido rinnovamento delle cellule che rivestono l’intestino impedirebbe danni a lungo termine, se la tilimicina danneggia il DNA delle cellule staminali nell’intestino, le mutazioni genetiche risultanti potrebbero avere un impatto sulla rigenerazione e sull’integrità dei tessuti.
Per valutare se le cellule staminali nell’intestino incontrino mai la tilimicina, Ellen Zechner della University of Graz e i suoi colleghi hanno colonizzato un gruppo di topi con batteri Klebsiella produttori di tilimicina.
Metabolita genotossico
I ricercatori hanno analizzato la distribuzione dei metaboliti della tilimicina in sei topi dopo sei o otto giorni dall’infezione dei roditori con un ceppo di Klebsiella oxytoca che produce tilimicina.
I batteri hanno colonizzato l’intero tratto intestinale, ma la tilimicina è stata rilevata a basse concentrazioni nel duodeno, nel digiuno e nell’ileo, il che suggerisce che i batteri sono presenti a basse densità in queste parti dell’intestino.
I ricercatori hanno anche osservato che la tilimicina ha alterato la funzione delle cellule staminali intestinali.
«I dati ottenuti suggeriscono quindi che il rilascio di tilimicina in vivo possa causare danni all’epitelio del colon-retto, simili a quelli indotti dalle radiazioni ionizzanti o dalla chemioterapia», affermano gli autori dello studio.
Inoltre, nei topi colonizzati con batteri produttori di tilimicina, la frequenza delle mutazioni delle cellule staminali è aumentata rispetto agli animali colonizzati con batteri che non erano in grado di produrre questa tossina.
Collegamento cancro
Il team ha poi scoperto che le specie di Klebsiella produttrici di tilimicina sono abbondanti colonizzatori dell’intestino infantile.
Sebbene la maturazione del microbiota durante l’infanzia si traduca in una riduzione dei loro livelli, questi batteri persistono nell’intestino umano per tutta la vita e gli antibiotici possono guidarne l’espansione in qualunque fase.
«Ne consegue che gli individui colonizzati possono essere esposti a basse dosi di genotossicità per tutta la vita, con episodi acuti di accumulo di tossine innescati da fattori esterni», spiegano i ricercatori.
Conclusioni
Sebbene non sia chiaro se i risultati siano applicabili all’uomo, i dati ottenuti nei topi suggeriscono che le specie di Klebsiella produttrici di tilimicina possano promuovere lo sviluppo tumorale. «Questo studio pone quindi per il futuro alcuni interrogativi riguardanti il ruolo eziologico di questo mutageno enterico nelle patologie che interessano lo sviluppo intestinale, la rigenerazione e le prime fasi della tumorigenesi», concludono gli autori dello studio.
