Il microbioma intestinale svolge un ruolo nella regolazione del sistema immunitario,

lo studio trova Gli scienziati sanno da tempo che i batteri nell'intestino, noto anche come microbioma, svolgere una serie di funzioni utili per i loro ospiti, come abbattere la fibra alimentare nel processo digestivo e produrre vitamine K e B7.

Eppure un nuovo studio svela un altro ruolo utile svolto dal microbioma. Un team di ricercatori della Brown University ha scoperto che nei topi, il microbioma intestinale regola il sistema immunitario dell'ospite, quindi piuttosto che il sistema di difesa dell'ospite che attacca questi utili batteri, i batteri possono coesistere pacificamente con il sistema immunitario.

Qual è il trucco per il lavoro del microbioma con il sistema immunitario? Vitamina A:i batteri moderano i livelli di vitamina A attiva nell'intestino, proteggere il microbioma da una risposta immunitaria iperattiva.

Questa intuizione può rivelarsi importante per comprendere e trattare le malattie autoimmuni e infiammatorie, disse Shipra Vaishnava, un assistente professore di microbiologia molecolare e immunologia alla Brown.

"Molte di queste malattie sono attribuite all'aumento della risposta immunitaria o all'attivazione immunitaria, ma abbiamo trovato un nuovo modo in cui i batteri nel nostro intestino possono smorzare la risposta immunitaria, " Ha detto Vaishnava. "Questa ricerca potrebbe essere fondamentale nel determinare le terapie in caso di malattie autoimmuni come il morbo di Crohn o altre malattie infiammatorie intestinali, così come la carenza di vitamina A."

Lo studio è stato pubblicato martedì, 18 dicembre nel diario Immunità .

Microbiomi di topi e uomini

Il microbioma intestinale è un ecosistema composto da 100 trilioni di batteri che si sono evoluti per vivere nelle condizioni speciali dell'intestino, disse Vaishnava. La stragrande maggioranza di questi batteri non danneggia i loro ospiti ma è invece utile. Un microbioma sano, proprio come una foresta sana, ha molte specie che coesistono insieme e possono respingere gli intrusi ostili, come i batteri che causano malattie o le specie invasive.

Sia nell'uomo che nel topo, i phyla Firmicutes e Bacteroidetes costituiscono la maggior parte della comunità microbica intestinale. Per fare la loro parte nella regolazione del sistema immunitario dei loro ospiti, i batteri nel microbioma mettono a punto i livelli di una proteina responsabile della conversione della vitamina A nella sua forma attiva nel tratto gastrointestinale dei loro ospiti, i ricercatori hanno scoperto.

Il team di Vaishnava ha scoperto che i batteri Firmicutes, in particolare i membri della classe Clostridia, ridurre l'espressione di una proteina all'interno delle cellule che rivestono l'intestino. La proteina, la retinolo deidrogenasi 7 (Rdh7) converte la vitamina A alimentare nella sua forma attiva, acido retinoico, disse Vaishnava. I batteri Clostridi, comune sia ai topi che agli uomini, promuovere anche un maggiore accumulo di vitamina A nel fegato, la squadra ha trovato.

Vaishnava si aspetta che i risultati siano generalizzabili anche alle interazioni tra il microbioma umano e i loro ospiti.

I topi geneticamente modificati per non avere Rdh7 nelle loro cellule intestinali hanno meno acido retinoico nel tessuto intestinale, come si aspettavano i ricercatori. Nello specifico, le viscere dei topi ingegnerizzati avevano meno cellule immunitarie che producono IL-22, un importante segnale cellulare che coordina la risposta antimicrobica contro i batteri intestinali. Altri componenti del sistema immunitario come le cellule con immunoglobulina A e due tipi di cellule T erano gli stessi dei topi standard, suggerendo che Rdh7 è essenziale solo per la regolazione della risposta antimicrobica, disse Vaishnava.

I ricercatori non sanno esattamente come viene soppresso Rdh7, ma è noto che i batteri Clostridia producono acidi grassi a catena corta che modificano l'espressione genica dell'ospite. Come passo successivo nella loro ricerca, il team studierà come i batteri regolano l'espressione di Rdh7, compreso l'esame di vari acidi grassi a catena corta, disse Vaishnava.

Inoltre, il team condurrà una ricerca per capire perché la soppressione di Rdh7 è fondamentale. Stanno lavorando per ingegnerizzare geneticamente i topi per esprimere sempre Rdh7 nelle loro cellule intestinali. Vaishnava vuole vedere come questo influenza il microbioma del topo e se porta a qualsiasi infiammazione o condizioni simili a malattie autoimmuni per i topi. Esploreranno anche gli impatti di un maggiore accumulo di vitamina A nel fegato a causa della regolazione dei batteri Rdh7, disse Vaishnava.

Aiutare la salute umana

I ricercatori affermano che capire come i batteri regolano le risposte del sistema immunitario potrebbe essere importante per sbloccare le chiavi di disturbi come il morbo di Crohn.

I dati provenienti da studi clinici hanno dimostrato che l'infiammazione nell'intestino è il risultato di interazioni interrotte tra un ospite e il loro microbioma intestinale, disse Vaishnava.

"Il ruolo della vitamina A nell'infiammazione dipende dal contesto ed è molto difficile da separare, " Ha detto Vaishnava. "Un cambiamento nello stato della vitamina A e nei geni metabolici della vitamina A coincide con le malattie infiammatorie intestinali, ma non sappiamo se questo favorisce l'infiammazione o meno. Speriamo che l'aggiunta della nostra scoperta - che i batteri possono regolare il modo in cui la vitamina A viene metabolizzata o immagazzinata nell'intestino - possa aiutare a chiarire perché il campo sta vedendo ciò che sta vedendo".

Questi risultati potrebbero anche fornire indizi sull'importanza del microbioma nell'affrontare la carenza di vitamina A, un problema particolarmente diffuso in Africa e nel sud-est asiatico.

La carenza di vitamina A colpisce circa un terzo dei bambini di età inferiore ai cinque anni, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). La carenza di vitamina A indebolisce il sistema immunitario e aumenta il rischio di malattie infettive. L'OMS ha fornito ai bambini a rischio integratori di vitamina A negli ultimi 25 anni, ma non ha avuto il successo sperato, secondo Vaishnava. Questo studio mostra che i batteri sono una parte importante dell'assorbimento e della conservazione della vitamina A e forse i bambini hanno bisogno di avere la giusta combinazione di batteri nell'intestino affinché gli integratori di vitamina A siano più efficaci, lei ha aggiunto.

"Sia la nostra dieta che i batteri nel nostro intestino sono strettamente collegati alla regolazione del comportamento delle nostre cellule immunitarie, " Ha detto Vaishnava. "Trovare quali sono questi collegamenti a livello molecolare è importante per capire come potremmo usare la dieta o i batteri, o entrambi insieme, avere un effetto terapeutico nelle malattie infiammatorie o infettive."

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