C’è un collegamento tra lo sviluppo di microbi intestinali e il sistema immunitario

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C’è un collegamento tra lo sviluppo di microbi intestinali e il sistema immunitario

Gli scienziati della Washington University School of Medicine di St.Louis, hanno dimostrato che il sistema immunitario dell’intestino si sviluppa in sincronia con migliaia di miliardi di microbi intestinali.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature, è stata effettuata attraverso lo studio di gemelli dalla nascita fino a due anni di età.

I risultati potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere la malnutrizione e i disturbi infiammatori del sistema immunitario. Hanno dunque implicazioni per la comprensione delle basi di una crescita sana e, potenzialmente, nella comprensione delle origini di vari disturbi del sistema immunitario intestinale, come la malattia infiammatoria intestinale, le allergie alimentari e le scarse reazioni dei bambini malnutriti alle vaccinazioni.

Lo studio

Lo studio ha incluso i dati raccolti da 40 gemelli sani, oltre ai dati provenienti da topi privi di germi, così chiamati perché mancano di microbi intestinali propri. Questi topi hanno ricevuto il trapianto di microbi intestinali da due delle coppie di gemelli. Lo studio ha permesso ai ricercatori di analizzare gli effetti dell’età, della genetica, della dieta e di altri fattori ambientali sulla formazione del sistema immunitario dell’intestino e della sua comunità microbica, noto come il microbiota.

Questo studio ci ha fornito un modo per misurare come il microbiota intestinale e il sistema immunitario si sviluppano nei bambini e neonati sani“, ha dichiarato Jeffrey I. Gordon, professore e direttore universitario del Centro universitario di Washington per la biologia delle scienze e dei sistemi genomici. “Se siamo in grado di capire come questi due sistemi interagiscono normalmente, possiamo cominciare a identificare le interruzioni di queste interazioni durante un periodo critico di sviluppo dopo la nascita e come tali disordini possono portare a malattie. In ultima analisi, l’obiettivo è quello di elaborare modi per sostenere lo sviluppo sano e coordinato di entrambi i sistemi“.

Cosa fanno i microbi intestinali

I microbi che abitano all’interno dell’intestino fanno importanti lavori, come l’elaborazione di vitamine e di sostanze nutritive. Gordon descrive la comunità di batteri nell’intestino come un “organo” microbico che deve svilupparsi accanto agli altri tessuti, organi e sistemi del corpo. Per consentire al microbiota di svolgere le sue numerose attività, l’intestino deve avere una barriera efficace che impedisca ai batteri residenti di invadere altre parti del corpo che potrebbero lanciare un attacco immunitario cronico contro questi microbi benefici.

Il lavoro passato del team di Gordon ha contribuito a definire il normale sviluppo del microbiota intestinale. Studiando i neonati ed i bambini in Bangladesh, Malawi e ora  a St.Louis, i ricercatori hanno individuato elementi nell’intestino per lo sviluppo della comunità microbica che sono condivisi da bambini sani in diverse regioni geografiche, nonostante le diverse diete. Gli studi hanno dimostrato che la malnutrizione è probabilmente causata, almeno in parte, da una comunità microbica intestinale immatura che non riesce a svilupparsi normalmente.

La ricerca: come l’anticorpo interagisce con la comunità batterica intestinale

Per lo studio attuale, Gordon ed i suoi colleghi hanno studiato i gemelli che hanno permesso di effettuare confronti tra soggetti strettamente connessi che vivono nelle stesse case e capire in seguito, attraverso le famiglie, come i bambini siano cresciuti.

I ricercatori hanno valutato il modo in cui il sistema immunitario dell’intestino si è sviluppato misurando come uno dei suoi anticorpi più importanti, immunoglobulina A (IgA), interagisce con i membri della comunità batterica intestinale.

I risultati

Gordon e la sua squadra hanno dimostrato che l’IgA si lega ad alcuni dei ceppi batterici presenti nel microbiota in sviluppo, ma non ad altri. Hanno anche dimostrato che questo tipo di “targeting” IgA non è semplicemente un riflesso del cambiamento di abbondanza di questi ceppi nella comunità microbica in via di maturazione. Studiando i microbi intestinali all’inizio della vita dei bambini, hanno trovato che il modello di IgA targeting dei batteri era molto diverso tra le famiglie, ma successivamente si è evoluto verso un “programma” condiviso di IgA targeting durante il secondo anno di vita dei bambini.

L’importante ruolo dei batteri intestinali

Cercando di individuare fattori oltre la genetica umana che potrebbero controllare il targeting, i ricercatori hanno trapiantato campioni di microbiota intestinale in topi giovani senza germi. I topi sono stati nutriti con una dieta simile a quella da neonati a bambini di 2 anni: è stato infatti simulato il passaggio dall’allattamento agli alimenti solidi e, per motivi di confronto, si è poi ritornati all’alimentazione del solo latte. Gli schemi specifici dell’età di targeting IgA dei batteri visti nei gemelli sono stati riprodotti nel modello animale. Inoltre solo alcune delle risposte IgA sono state influenzate dai cambiamenti della dieta, suggerendo che la dieta svolge un ruolo marginale, il ruolo più importante che determina il target da parte del sistema immunitario intestinale è invece svolto dalle proprietà intrinseche dei batteri.

In futuro

Il gruppo di Gordon deve determinare se il programma condiviso di normale maturazione delle risposte immunitarie di IgA osservato in questi gemelli valga anche per i neonati e i bambini che vivono in diverse regioni del mondo, incluse le aree in cui la malnutrizione è dilagante.

Lo studio suggerisce anche un nuovo motivo per cui l’immunità intestinale potrebbe funzionare male. Mentre alcuni individui possono semplicemente non avere una quantità sufficiente di IgA, altri possono avere carenze di IgA precedentemente non apprezzate che si presentano sotto forma di modelli anormali di risposta delle IgA ai batteri intestinali.

La domanda aperta

“La domanda è se le deviazioni dal normale schema di sviluppo della flora batterica intestinale e delle risposte IgA nell’intestino potrebbero comportare un aumento del rischio di infezione da parte di batteri che causano diarrea,  risposte alterate alla vaccinazione comunemente associate alla malnutrizione o alla rottura delle barriere biologiche che separano il corpo dall’invasione di “stranieri” come i microbi residenti“, ha concluso Gordon.

 

Fonte:

https://medicine.wustl.edu/news/development-gut-microbes-gut-immunity-linked/