I ricercatori trovano una risposta precedentemente sconosciuta all'interno del microbioma intestinale

Il microbioma intestinale, che è una raccolta di numerose specie di batteri benefici, è la chiave per il nostro benessere generale e la nostra buona salute. Recenti studi hanno collegato il microbioma intestinale a diverse proprietà benefiche, come aiutare lo sviluppo del nostro sistema immunitario e scongiurare le infezioni da agenti patogeni.

Molti patogeni mortali sono mobili, nel senso che possono muoversi spontaneamente, e la loro capacità di infettare si basa sulla loro risposta a diversi segnali ambientali. I principali indizi per i patogeni sono le molecole (o metaboliti) prodotti nell'intestino. Gli agenti patogeni interpretano i metaboliti distintivi in ​​modo diverso e ne sono attratti o respinti (cioè, migrare verso o lontano da essi).

Il metabolita indolo è un esempio di una piccola molecola prodotta dal microbioma che è abbondante nell'intestino ed è un potente repellente per i batteri. Secondo il dottor Pushkar Lele, professore assistente, e il dottor Arul Jayaraman, professoressa, presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica Artie McFerrin presso la Texas A&M University, questo fatto ha portato a una semplice domanda:"Perché l'indolo - che è prodotto da molte delle nostre specie batteriche benefiche - non respinge i batteri intestinali buoni insieme a quelli cattivi?"

Per rispondere a questa domanda, un gruppo di ricerca che include Lele, Jayaraman e il dottor Michael Manson del Dipartimento di Biologia del Texas A&M, studiato la risposta dei batteri intestinali benefici, E. coli all'indolo. In un articolo su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , i ricercatori descrivono la scoperta di una risposta precedentemente sconosciuta all'indolo, in cui la molecola sembra respingere e attrarre i batteri. Questa risposta di Giano - dal nome del dio romano Giano che aveva due facce, uno che guarda al futuro e uno che guarda al passato - ha a che fare con il modo in cui l'indolo viene interpretato dai chemio-recettori batterici.

Abbiamo scoperto che ci sono due recettori in E. coli che rilevano l'indolo. Si sente l'indolo come un repellente, e si sente l'indolo come un attrattivo. L'esposizione prolungata ad alte concentrazioni di indolo desensibilizza il recettore che lo interpreta come repellente. Questo porta a percepire l'indolo solo come un attrattivo."

Dott. Pushkar Lele, professore assistente, Texas A&M University

Secondo Jayaraman, la risposta di Janus mostra una grande quantità di raffinatezza, e la scoperta potrebbe portare a una migliore comprensione delle complessità del microbioma intestinale. "I batteri benefici si aggregano sulle superfici all'interno dell'intestino sulla base di alcune caratteristiche comuni, " ha detto Jayaraman. " Proponiamo che una di queste caratteristiche sia la capacità di produrre o percepire l'indolo. I batteri che producono indolo potrebbero raggrupparsi ed essere attratti da nicchie dove le concentrazioni di indolo sono elevate".

Poiché i batteri che producono indolo nell'intestino in genere sono intrappolati negli strati di muco tra altri batteri, la concentrazione di indolo diminuisce man mano che ci si allontana dalla fonte dell'indolo. Poiché i patogeni tendono a passare attraverso l'intestino relativamente lontano dai batteri che producono indolo, non è probabile che incontrino alte concentrazioni di indolo per un periodo prolungato. Perciò, non sono sensibilizzati all'indolo, e ogni indolo che incontrano li respinge.

Gli studi continuano a dimostrare che è importante avere un mix diversificato di batteri benefici nell'intestino. Secondo Lele, questa ricerca è un passo verso la comprensione di come il microbioma intestinale potrebbe cambiare nel tempo. "La domanda chiave è "In che modo le diverse specie di batteri colonizzano nicchie specifiche?" Abbiamo affrontato una parte di questa domanda, " ha detto Lele. "Il passo successivo è quello di esaminare la risposta di più specie di batteri a un mix di diversi metaboliti che si trovano nell'intestino".

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