Stato dell’arte
Specie batteriche come Bifidobacterium e Lactobacillus sono state implicate nel mantenimento del rivestimento intestinale, ma i meccanismi alla base di questi effetti non sono chiari.
Cosa aggiunge questa ricerca
I batteri che producono acido lattico supportano la rigenerazione delle cellule epiteliali intestinali promuovendo la crescita e la differenziazione delle cellule staminali intestinali. Sia i batteri che producono acido lattico sia il lattato proteggono i topi dalle lesioni intestinali indotte dalle radiazioni e dai farmaci.
Conclusioni
I risultati potrebbero essere utilizzati per esplorare l’uso clinico di lattato o di batteri produttori di acido lattico per prevenire le lesioni intestinali indotte da radioterapia e chemioterapia.
I batteri produttori di acido lattico supportano la rigenerazione del rivestimento intestinale promuovendo la crescita e la differenziazione delle cellule precursori chiamate cellule staminali intestinali (Intestinal Stem Cells – ISC). Questa è la conclusione di uno studio sui topi, condotto da Yong-Soo Lee alla University of Ulsan College of Medicine/Asan Medical Center di Seoul, e pubblicato sulla rivista Cell Host & Microbe.
Il rivestimento del nostro intestino viene rinnovato ogni 3 o 5 giorni grazie alle ISC, che si differenziano in cellule funzionali dell’intestino. Si ritiene che i batteri che producono i metaboliti butirrato e lattato, come il Bifidobacterium e il Lactobacillus, siano importanti per il mantenimento dell’epitelio intestinale. Ma come questi batteri produttori di acido lattico (LAB) regolano l’ambiente intestinale non è chiaro.
Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno alimentato i topi con probiotici contenenti LAB e hanno esaminato gli effetti sulla crescita e sulla differenziazione delle ISC.
Probiotici produttori di acido lattico fondamentali per la rigenerazione epiteliale
I topi nutriti con probiotici hanno più ISC e cellule intestinali differenziate, oltre a livelli significativamente più alti del metabolita lattato, nel loro intestino, rispetto ai topi che non erano nutriti con i probiotici. Inoltre, i tessuti multicellulari 3D che imitano le cripte dell’intestino tenue (organoidi SI), trattati con probiotici o lattato fino a 5 giorni, hanno mostrato un aumento significativo delle dimensioni e della crescita, nonché un numero maggiore di ISC, rispetto agli organoidi SI non trattati.
Negli organoidi trattati con probiotici o lattato è stata migliorata l’espressione di geni correlati alla via Wnt / β-catenina, che regolano la crescita e la differenziazione cellulare. Una molecola che antagonizza l’effetto del lattato ha completamente bloccato l’attivazione di questi geni.
Topi trattati per 5 giorni con ceppi di Lactobacillus che non sono in grado di produrre lattato hanno significativamente meno ISC e cellule dell’intestino differenziate, rispetto ai topi trattati con ceppi di Lactobacillus di tipo selvatico. Allo stesso modo, gli organoidi SI trattati con i ceppi Lactobacillus difettosi hanno meno ISC e cellule dell’intestino differenziate e sono di dimensioni più piccole rispetto agli organoidi trattati con ceppi wild-type.
LAB e lattato prevengono le lesioni intestinali indotte da radiazioni e farmaci
Successivamente, i ricercatori hanno utilizzato topi privi di germi e topi trattati con antibiotici per testare gli effetti dell’esposizione del microbiota intestinale al lattato sulla crescita delle ISC.
La squadra ha ottenuto organoidi SI da topi senza germi appena nati con una crescita delle ISC alterata. Il trattamento con lattato ha migliorato la crescita delle ISC e aumentato l’espressione dei geni correlati alla via di Wnt / β-catenina.
Quindi i ricercatori hanno esaminato topi adulti a cui erano stati somministrati antibiotici prima e durante il trattamento con lattato. I topi trattati con gli antibiotici avevano cripte distorte e un minor numero di cellule intestinali differenziate rispetto ai topi a cui non erano stati somministrati antibiotici. Tuttavia, il trattamento con lattato ha permesso di recuperare cellule dell’intestino differenziate nei topi a cui erano stati somministrati antibiotici.
Rispetto ai topi non trattati, i topi trattati con probiotici o lattato sono stati anche protetti dalle lesioni dell’intestino indotte da radiazioni e farmaci come il metotrexato. Questi topi hanno perso meno peso corporeo e hanno avuto tassi di sopravvivenza più elevati rispetto ai topi non trattati.
In sintesi, lo studio mostra che LAB come Bifidobacterium e Lactobacillus supportano la rigenerazione delle cellule epiteliali intestinali promuovendo la crescita e la differenziazione delle ISC. Entrambi questi batteri e il lattato hanno protetto i topi dai danni al rivestimento dell’intestino indotti dalle radiazioni e dai farmaci. Per questo motivo, gli autori propongono che LAB o lattato possano essere usati nelle clinica per prevenire lesioni intestinali dopo radioterapia e chemioterapia.
Traduzione dall’inglese a cura della redazione
