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Come il corpo costruisce una relazione sana con i batteri intestinali “buoni”

Per stabilire una relazione sana con i batteri intestinali “buoni”, il corpo allena il sistema immunitario a riconoscere questi microbi nelle fasi iniziali.
CREDITO François-Joseph Lapointe, Université de Montréal

La relazione del nostro corpo con i batteri è complessa. Mentre i batteri infettivi possono causare malattie, il nostro intestino collabora anche con batteri “buoni” che aiutano la nutrizione e ci aiutano a mantenerci sani. Ma anche il “buono” può avere effetti negativi se questi batteri finiscono nei tessuti e negli organi dove non dovrebbero essere.

Ora, la ricerca pubblicata su Nature rivela intuizioni su come il corpo mantiene questo equilibrio. Le indagini sui topi dimostrano che la prima infanzia è un momento critico in cui il sistema immunitario impara a riconoscere i batteri intestinali e stabilisce una sorveglianza che li tiene sotto controllo. Difetti in questi meccanismi potrebbero aiutare a spiegare perché il sistema immunitario a volte attacca i batteri buoni nel posto sbagliato, causando l’infiammazione cronica responsabile della malattia infiammatoria intestinale, affermano gli autori dello studio.

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“Dal momento in cui nasciamo, il nostro sistema immunitario è impostato in modo che possa imparare il più possibile a distinguere il buono dal cattivo”, afferma Matthew Bettini, Ph.D., professore associato di patologia presso la U of U Salute e co-autore corrispondente con l’immunologo dello Sloan Kettering Institute Gretchen Diehl, Ph.D. “I nostri studi chiariscono che esiste una finestra in cui il microbiota intestinale ha accesso al processo di educazione immunitaria. Questo apre possibilità per la progettazione di terapie che possono influenzare la traiettoria del sistema immunitario durante questo primo momento temporale”.

Impostazione dei confini

Nel cercare di capire come il corpo mantiene un rapporto sano con i batteri, Bettini, Diehl e colleghi hanno scoperto i modi in cui il microbiota intestinale residente forma il sistema immunitario in via di sviluppo. Hanno scoperto che cellule immunitarie specializzate catturano pezzi di batteri e li trasportano su lunghe distanze, dall’intestino al timo. Situato nel petto, sopra il cuore, il timo è una ghiandola responsabile per “educare” i linfociti T immunitari. La consegna del carico spinge il timo a produrre cellule T mirate al microbiota. Quindi, le cellule T escono dal timo per sorvegliare i linfonodi, l’intestino e altri siti al fine di mantenere i batteri sotto controllo.

Gli scienziati hanno identificato questi passaggi seminando nell’intestino dei topi un certo tipo di batteri. In risposta, il timo ha prodotto cellule T che riconoscevano specificamente quei batteri. Tuttavia, lo scienziato non sapeva come ciò fosse accaduto.

Trovare il DNA dai batteri nel timo e nei linfonodi è stato il primo indizio che il microbiota è migrato verso quei siti. Per tracciare il loro viaggio, i ricercatori hanno utilizzato topi appositamente progettati le cui cellule sono diventate rosse fluorescenti dopo essere state esposte a un laser. Nei due giorni successivi alla fotoattivazione, i globuli rossi dell’intestino alla fine si sono fatti strada verso il timo, i linfonodi e la milza.

Questi processi erano robusti entro le prime settimane di vita, ma sono diminuiti in modo significativo nel momento in cui i topi hanno raggiunto l’età adulta.

“Il nostro studio sfida i presupposti precedenti secondo cui i potenziali patogeni non hanno alcuna influenza sulle cellule immunitarie che si stanno sviluppando nel timo”, spiega Bettini. “Invece, vediamo che c’è una finestra di opportunità per il timo di imparare da questi batteri. Anche se questi eventi che danno forma alle cellule T presenti si verificano presto nella vita, possono avere un impatto maggiore più tardi nella vita”.

Cattiva educazione

Questa nozione è stata resa evidente dalla scoperta che le cellule T programmate per colpire i batteri benefici potrebbero raddoppiare come difesa contro batteri “cattivi” strettamente correlati. I topi popolati da E.coli in giovane età avevano una probabilità sei volte maggiore di sopravvivere a una dose letale di Salmonella più avanti nella vita. I risultati suggeriscono che la costruzione dell’immunità al microbiota crea anche protezione contro i batteri nocivi che il corpo deve ancora incontrare.

Approfondire queste prime comunicazioni tra il corpo e il microbiota dimostra quanto sia importante innescare il sistema immunitario fin dall’inizio, dice Bettini. “Questa educazione precoce delle cellule T immunitarie è assolutamente necessaria per sviluppare rapidamente un ampio repertorio di cellule per proteggerci”.

“Riteniamo che i nostri risultati possano essere estesi ad aree di ricerca in cui alcuni batteri sono stati trovati per essere protettivi o patogeni per altre condizioni, come il diabete di tipo 1 e di tipo 2”, dice Bettini. “Ora ci chiediamo, questa finestra di esposizione batterica e lo sviluppo delle cellule T sarà importante anche per l’inizio di queste malattie?”

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