I geni sono influenzati dai batteri intestinali?

I geni sono influenzati dai batteri intestinali?

I batteri nell’intestino fanno molto più che aiutare a digerire il cibo nello stomaco perchè possono anche dire ai geni cosa fare.

Uno studio pubblicato su Cell descrive una forma di “comunicazione interspecie” in cui i batteri secernono una specifica molecola – l’ossido nitrico – che consente loro di comunicare e controllare il DNA dei loro ospiti e suggerisce che la conversazione tra i due possa ampiamente influenzare la salute umana.

Lo studio

I ricercatori della Case Western Reserve University School of Medicine, degli ospedali universitari Cleveland Medical Center e della Harvard Medical School hanno rintracciato l’ossido nitrico secreto dai batteri intestinali all’interno di piccoli vermi (C. elegans, un comune modello di laboratorio sui mammiferi). L’ossido nitrico secreto da batteri intestinali ha “attaccato” le proteine, modificando completamente la capacità di un verme di regolare la propria espressione genica.

Lo studio è il primo a mostrare che i batteri intestinali possono attingere alle reti di ossido nitrico. L’ossido nitrico si lega alle proteine ​​umane in modo accuratamente regolato – un processo noto come S-nitrosilazione – e le interruzioni sono generalmente implicate in malattie come l’Alzheimer, il Parkinson, l’asma, il diabete, le malattie cardiache e il cancro.

I risultati suggeriscono che l’ossido nitrico è un meccanismo generale mediante il quale i batteri intestinali possono comunicare.

Il lavoro precedente per districare le linee di comunicazione da e verso i batteri intestinali si è concentrato principalmente su molecole rare che i batteri secernono. Le nuove scoperte sono vicine a scoprire un linguaggio chimico comune a tutte le specie.

C’è un’enorme complessità nell’intestino, e molti ricercatori stanno cercando la prossima insolita sostanza prodotta da un batterio che potrebbe influire sulla salute umana“, ha dichiarato  l’autore senior Jonathan Stamler, MD, direttore dell’Istituto di medicina molecolare trasformativa presso la Case Western Reserve University School of Medicine e presidente della Harrington Discovery Institute presso University Hospitals Cleveland Medical Center.

Con migliaia di miliardi di batteri nell’intestino, Stamler ha deciso di cercare un linguaggio comune che tutte le specie batteriche potrebbero utilizzare. “L’enormità della popolazione batterica dell’intestino e la sua relazione con l’ospite predicono che ci saranno mezzi generali per comunicare che noi umani possiamo riconoscere

Un linguaggio comune

I ricercatori hanno dimostrato il fenomeno alimentando batteri in via di sviluppo che producono ossido nitrico. Hanno quindi selezionato una proteina molto importante – la proteina argonauta, o ALG-1 – che silenzia i geni non necessari, compresi i geni fondamentali per lo sviluppo. L’ossido nitrico secreto dai batteri attaccati ad ALG-1, hanno sviluppato organi riproduttivi malformati e sono morti. Troppo ossido di azoto proveniente da batteri comandava le proteine ​​silenziate del DNA dei vermi e comprometteva lo sviluppo sano.

Praticamente, gli animali non lasciano che questo accada“, ha detto Stamler. “Il verme sarà in grado di smettere di mangiare i batteri che formano l’ossido nitrico, o inizierà a mangiare diversi batteri che producono meno ossido nitrico, o cambierà il suo ambiente, o innumerevoli altri adattamenti“.

Lo studio aggiunge un crescente numero di prove che i batteri che vivono nell’intestino, determinati dalla dieta e dall’ambiente, hanno un’enorme influenza sulla salute dei mammiferi. Stamler immagina che l’ossido nitrico possa rappresentare un’opportunità per manipolare questa relazione simbiotica. Proprio come i probiotici sono progettati per migliorare la digestione, è concepibile inoculare l’intestino di una persona con batteri per migliorare la segnalazione di ossido nitrico. “Ci sono enormi opportunità di manipolare l’ossido nitrico per migliorare la salute umana.”

Fonti:

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S009286741930100X