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Un gene guardiano che protegge dal diabete di tipo 1 e da altre malattie autoimmuni esercita gli effetti di schermatura sul pancreas alterando il microbiota intestinale. Le esperienze nei topi nati con il gene protettivo dimostrano che l’esposizione agli antibiotici durante le finestre critiche dello sviluppo alimenta il rischio per il diabete di tipo 1 e conduce alla perdita di protezione genetica modificando il microbiota intestinale. I ricercatori affermano che l’importanza di evitare l’uso di antibiotici durante la gravidanza tardiva e la prima fase dell’infanzia.

Mantenere in equilibrio il sistema immunitario non è una piccola impresa. Deve rimanere vigile a individuare e disarmare gli invasori stranieri e abbastanza intelligente per riconoscere i propri tessuti e gli organi del corpo per risparmiarli da un attacco errato – una risposta sbagliata nota come autoimmunità.
Alcuni dei traini che controllano il sistema immunitario sono minuscole proteine ??sulla superficie delle cellule codificate da un insieme di geni guardiani – l’antigene leucocitario umano (HLA) negli esseri umani e nei principali complessi di istocompatibilità (MHC) nei topi. Gli scienziati hanno da tempo conosciuto che alcune varianti comuni dei geni HLA / MHC proteggono da una serie di malattie autoimmuni , in particolare dal diabete di tipo 1.
Eppure, come questi geni e le minuscole proteine ??delle cellule che li regolano, come producono i loro effetti immunomodulanti rimane avvolto nel mistero. Ora uno studio sui topi guidato dagli scienziati della Harvard Medical School rivela che almeno uno di questi geni ha un’influenza protettiva fortemente formata dai trilioni di batteri intestinali conosciuti collettivamente come microbiota intestinale.
Gli esperimenti del team di ricercatori, pubblicati il ??21 agosto negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze PNAS, mostrano che, nonostante il possente gene guardiano, i topi hanno sviluppato una forte infiammazione del pancreas – un precursore del diabete di tipo 1 – dopo aver ricevuto antibiotici poco dopo la nascita o se tolti da un ambiente sterile.
I nuovi risultati dimostrano che i batteri intestinali sono potenti catalizzatori di funzionalità delle cellule autoimmuni e pancreatiche e che le perturbazioni nel microbiota intestinale possono far precipitare la situazione facendo insiorgere il diabete tipo 1. I risultati aprono anche le vie per terapie immunomodulanti mirate a mantenere il delicato equilibrio batterico del microbiota intestinale.
“Crediamo che i nostri risultati non solo offrano un indizio su di un mistero di lunga data ma anche la possibilità che sostanze o influenze ambientali che alterano l’equilibrio intestinale possano modulare gli effetti di un gene potentemente protettivo e determinare il rischio di malattie”, ha affermato Diane Mathis il quale ha condotto lo studio insieme a Christophe Benoist, entrambi docenti del Dipartimento di Microbiologia e Immunobiologia della Harvard Medical School.

I ricercatori avvertono che esistono importanti differenze fisiologiche tra i topi e gli esseri umani e sottolineano che ulteriori studi sono necessari per chiarire in che modo i batteri intestinali influenzano l’attività genica e il rischio di un attacco autoimmune al pancreas.
Tuttavia, gli scienziati dicono che i loro risultati evidenziano il ruolo dell’intestino nella corretta funzione immunitaria e indicano l’esistenza di una finestra critica nello sviluppo appropriato del microbioma intestinale, un tempo durante il quale gli intestini vengono popolati con una varietà di batteri.
“I nostri risultati devono essere sostenuti in ulteriori esperimenti”, ha detto Mathis. “Tuttavia, i risultati dimostrano con forza la nozione che l’esposizione antibiotica precoce può modulare il rischio di malattie e che evitare o minimizzare almeno il trattamento antibiotico nei neonati e nelle donne in gravidanza durante i periodi critici dello sviluppo può essere una buona idea”.
Il diabete di tipo 1, un disturbo che si stima colpisca più di 1,2 milioni di americani, è caratterizzato dalla disfunzione delle cellule produttrici di insulina del pancreas. La condizione porta ad un accumulo pericoloso di zucchero nel corpo che, nel tempo, può assumere criticità sul cuore, sui reni, sugli occhi e sul cervello. A differenza del più comune tipo di diabete di tipo 2, che si sviluppa a causa di un peso eccessivo, l’obesità e la dieta in maggioranza con la mezza età e negli adulti più anziani, il diabete di tipo 1 tende a colpire in gioventù, nei bambini e ragazzi, giovani adulti.
Nello studio, i ricercatori hanno lavorato con topi allevati per sviluppare spontaneamente il diabete, il modello animale classico per lo studio della malattia. Tuttavia, questo particolare gruppo è stato anche allevato per portare una variante genica protettiva mostrata negli studi precedenti per contrastare il diabete di tipo 1 nonostante la predisposizione pesante degli animali alla malattia.
Quando sono stati trattati con antibiotici nelle prime sei settimane di vita, i topi hanno continuato a sviluppare l’infiammazione del pancreas, un precursore del diabete di tipo 1, malgrado la presenza e intervento del gene guardiano. Il trattamento con antibiotici, tra sei e 10 settimane dopo la nascita non ha portato alla perdita di protezione contro il diabete. L’osservazione indica il periodo durante il quale l’intestino appena nato viene seminato da vari germi, dicono i ricercatori. Interferire con quel processo somministrando antibiotici sembra interrompere l’equilibrio del microbiota intestinale , che a sua volta porta alla perdita di protezione genetica, hanno aggiunto i ricercatori.
È interessante notare che i topi il cui gene protettivo è stato trasmesso dal padre ha continuato a sviluppare il diabete. I topi che ereditavano una copia del gene guardiano dalla madre, tuttavia, erano resistenti al diabete. L’osservazione mette in evidenza il ruolo fondamentale della protezione dall’esposizione di un neonato con il microbiota della madre, che viene trasmesso durante la nascita.
I topi a le cui madri erano stati somministrati antibiotici nei dieci giorni prima della nascita persero la loro protezione genetica, hanno rilevato i ricercatori e continuato a sviluppare l’infiammazione del pancreas. il topo nato con il gene protettivo, ma estratto dalle gabbie sterili e privo di esposizione batterica durante il primo sviluppo, non ha mai acquisito l’equilibrio microbico intestinale e la protezione dalle malattie. Questi animali hanno sviluppato una grave infiammazione del pancreas tipicamente visibile in topi diabetici. Questa osservazione, sottolineano i ricercatori, evidenziano ulteriormente l’importanza delle esposizioni precoci sull’ambiente a una varietà di germi nello sviluppo corretto del sistema immunitario. I ricercatori notano che la ricerca è anche coerente con la cosiddetta ipotesi igiene, Che afferma come il numero decrescente di infezioni infantili e la mancanza di esposizione germinale sufficiente durante la prima infanzia possono alimentare un rischio di una persona a cd essere colpito da malattie allergiche e autoimmuni. Quel collegamento deve ancora essere dimostrato.
Nell’ultimo ultimo set di esperimenti, la squadra ha eseguito trapianti fecali in topi a rischio diabetico senza il gene protettivo usando la materia fecale ottenuta dai topi che portarono il gene guardiano. Dopo il trapianto fecale, i topi a rischio diabetico hanno mostrato un’infiammazione delle cellule pancreatiche ridotta drasticamente e non hanno sviluppato il diabete, una constatazione che afferma ulteriormente il ruolo dei batteri intestinali come un potente modulatore della malattia.