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Scoperto un nuovo legame tra dieta, cellule staminali intestinali e malattie

Cellule staminali intestinali in verde, divisione cellulare in rosso.
CREDITO: Helmholtz Monaco di Baviera / Anika Böttcher

L’intestino è essenziale per mantenere il nostro equilibrio energetico ed è un maestro nel reagire rapidamente ai cambiamenti nella nutrizione e nell’equilibrio dei nutrienti. Riesce a farlo con l’aiuto di cellule intestinali che tra l’altro sono specializzate nell’assorbimento dei componenti alimentari o nella secrezione di ormoni. Negli esseri umani adulti, le cellule intestinali si rigenerano ogni cinque-sette giorni. La capacità di rinnovare e sviluppare costantemente tutti i tipi di cellule intestinali dalle cellule staminali intestinali è fondamentale per la naturale adattabilità dell’apparato digerente. Tuttavia, una dieta a lungo termine ricca di zuccheri e grassi interrompe questo adattamento e può contribuire allo sviluppo dell’obesità, del diabete di tipo 2 e del cancro gastrointestinale.

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I meccanismi molecolari alla base di questo disadattamento fanno parte del campo di ricerca di Heiko Lickert e del suo gruppo all’Helmholtz di Monaco e all’Università tecnica di Monaco. Gli scienziati presumono che le cellule staminali intestinali svolgano un ruolo speciale nel disadattamento. Utilizzando un modello murino, i ricercatori hanno studiato gli effetti di una dieta ricca di zuccheri e grassi e l’hanno confrontata con un gruppo di controllo.

Dalla dieta ipercalorica all’aumento del rischio di cancro gastrointestinale
“La prima cosa che abbiamo notato è che l’intestino tenue aumenta notevolmente di dimensioni con la dieta ipercalorica”, afferma la responsabile dello studio Anika Böttcher. “Insieme al team di biologi computazionali di Fabian Theis all’Helmholtz di Monaco, abbiamo quindi profilato 27.000 cellule intestinali provenienti da una dieta di controllo e da topi nutriti con dieta ricca di grassi e zuccheri. Utilizzando nuove tecniche di apprendimento automatico, abbiamo così scoperto che le cellule staminali intestinali si dividono e si differenziano significativamente più velocemente nei topi che seguono una dieta malsana». I ricercatori ipotizzano che ciò sia dovuto a una sovraregolazione delle relative vie di segnalazione, che è associata a un’accelerazione della crescita del tumore in molti tumori. “Questo potrebbe essere un collegamento importante: la dieta influenza la segnalazione metabolica, che porta a una crescita eccessiva delle cellule staminali intestinali e, in definitiva, a un aumento del rischio di cancro gastrointestinale,

Con l’aiuto di questa tecnica ad alta risoluzione, i ricercatori sono stati anche in grado di studiare rari tipi di cellule nell’intestino, ad esempio le cellule che secernono ormoni. Tra le loro scoperte, sono stati in grado di dimostrare che una dieta malsana porta a una riduzione delle cellule produttrici di serotonina nell’intestino. Ciò può provocare inerzia intestinale (tipica del diabete mellito) o aumento dell’appetito. Inoltre, lo studio ha dimostrato che le cellule assorbenti si adattano alla dieta ricca di grassi e la loro funzionalità aumenta, favorendo così direttamente l’aumento di peso.

Importante ricerca di base per terapie non invasive
Questi e altri risultati dello studio portano a una nuova comprensione dei meccanismi patologici associati a una dieta ipercalorica. “Ciò che abbiamo scoperto è di cruciale importanza per lo sviluppo di terapie alternative non invasive”, afferma il leader dello studio Heiko Lickert, riassumendo i risultati. Ad oggi, non esiste un approccio farmacologico per prevenire, fermare o invertire l’obesità e il diabete. Solo la chirurgia bariatrica provoca una perdita di peso permanente e può anche portare alla remissione del diabete. Tuttavia, questi interventi sono invasivi, non reversibili e costosi per il sistema sanitario. Nuove terapie non invasive potrebbero avvenire, ad esempio, a livello ormonale attraverso una regolazione mirata dei livelli di serotonina. Il gruppo di ricerca esaminerà questo e altri approcci in studi successivi.

Sulle persone
Heiko Lickert e Anika Böttcher conducono ricerche presso l’Helmholtz Diabetes Center di Helmholtz Monaco di Baviera. Sono specializzati nello sviluppo di approcci terapeutici rigenerativi per numerose malattie diffuse associate a una funzione intestinale compromessa. Lickert dirige l’Istituto per la ricerca sul diabete e la rigenerazione ed è professore all’Università tecnica di Monaco (TUM). Entrambi sono scienziati del Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD).

L’attuale studio è stato pubblicato come storia di copertina su Nature Metabolism.

 

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