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Il nostro intestino ospita la più alta densità di organismi microscopici, o microbi, sulla Terra. Collettivamente questi microbi sono chiamati microbioma e svolgono un ruolo importante nel nostro benessere, influenzando qualsiasi cosa, dal metabolismo alla fisiologia, dall’alimentazione al nostro sistema immunitario. Infatti, qualsiasi cambiamento al microbioma intestinale può avere conseguenze significative sulla nostra salute generale.
«Il microbioma intestinale è modellato e regolato da molteplici fattori, tra cui la nostra composizione genomica, la nicchia intestinale locale e l’alimentazione», spiega Eran Elinav, professore di immunologia presso il Weizmann Institute of Science in Israele e direttore della divisione Tumori e Microbioma del Centro tedesco di ricerca contro il cancro DKFZ. «Recenti ricerche indicano che un’alterazione del microbioma intestinale può portare a condizioni come l’obesità, il diabete, le malattie infiammatorie intestinali, il morbo di Crohn e persino il cancro».
Attraverso il progetto META-BIOME, finanziato dall’UE e sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (CER), Elinav e il suo laboratorio stanno lavorando per capire meglio queste alterazioni. «Il nostro obiettivo è quello di capire cosa fa sì che il nostro microbioma in sostanza comunichi in modo errato con il resto del nostro organismo», aggiunge. «Speriamo in questo modo di aprire la via a nuovi trattamenti mirati al microbioma, che potrebbero regolarlo meglio e, in ultimo, prevenire lo sviluppo di malattie croniche.»
Una cattiva comunicazione
Al centro di questa ricerca c’è un sensore che svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della composizione del microbioma intestinale, l’inflammasoma NLRP6. Nella ricerca precedente, il laboratorio di Elinav ha usato i topi per dimostrare che quando questo sensore è assente la comunicazione tra il microbioma e l’ospite è alterata. «Questa mancanza di comunicazione altera la composizione del microbioma, influisce sulla sua capacità di funzionare correttamente e induce una grande varietà di malattie», fa notare Elinav.
Nel progetto META-BIOME, i ricercatori hanno ampliato queste scoperte cercando di capire cosa causa questa errata comunicazione. «Ciò che abbiamo scoperto è che i commensali, o batteri buoni, che forniscono nutrienti essenziali, rilasciano piccole molecole che vengono percepite dall’NLRP6 e comunicate all’ospite», osserva Elinav.
L’ospite usa queste informazioni per assicurarsi che i microbi ottengano tutto ciò di cui hanno bisogno, mentre adotta ulteriori misure per garantire che altri microbi non competano con questi importanti commensali. «Il risultato è un intestino sano e ben funzionante», aggiunge Elinav. «Tuttavia, quando manca il sensore NLRP6, questa importante informazione non viene comunicata correttamente, ed è qui che iniziano a nascere i problemi.»
Un salto concettuale
Anche se questa scoperta è stata innovativa di per sé, rappresentando uno dei primissimi esempi di un meccanismo molecolare in grado di spiegare le forze motrici che causano un’alterazione del microbioma dell’intestino, i ricercatori non si sono fermati qui. Hanno fatto un ulteriore passo avanti e scoperto che un microbioma alterato non solo aumenta il rischio di malattia nel topo, ma di fatto può essere trasferito a topi che non mostrano alcuna carenza di sensori.
Per dimostrare questo trasferimento fenotipico affascinante ma poco studiato, Elinav e il suo team hanno sfruttato il fatto che i topi in cattività sono caratterizzati dalla «coprofagia», ovvero la tendenza a mangiare le feci altrui. È attraverso questa caratteristica che il microbioma e i tratti che regola si trasferiscono da un topo all’altro. Elinav nota che il microbioma può anche essere trasferito in topi senza germi, o in quelli che sono alloggiati in isolatori sterili specifici e non hanno microbiomi dentro e intorno a loro.
Una volta che il microbioma malfunzionante viene trasferito, i microbi secernono piccole molecole che sopprimono il sensore NLRP6 nel destinatario geneticamente intatto. Questo a sua volta simula uno stato funzionale di carenza NLRP6 nel loro nuovo ospite, che permette al microbioma malfunzionante di superare i commensali sani e rendere il topo più suscettibile alla malattia.
«Pur necessitando di approfondimenti, questa scoperta suggerisce che, in alcuni casi, le malattie non trasmissibili come l’obesità e il diabete potrebbero essere trasmesse tra gli individui attraverso il loro microbioma», prosegue Elinav.
Secondo Elinav, questa scoperta è un cambio di passo nella nostra comprensione della biologia. «Il progetto META-BIOME rappresenta un salto concettuale nella nostra comprensione del rapporto del nostro organismo con i microbi», conclude. «Sapendo come questi microbi comunicano con il nostro corpo e i fattori che possono causare la rottura di questa comunicazione, possiamo ora iniziare ad affrontare la gamma di malattie causate da un microbioma mal funzionante.»