Il microbiota intestinale può influenzare l’insorgenza di disturbi neurodegenerativi: uno studio

Il microbioma intestinale svolge un ruolo importante nella salute del cervello (Image credit: Pixabay)

I risultati possono far luce su come il microbioma regola la neurodegenerazione tau-mediata e implicare che i farmaci che modificano il microbiota intestinale possono influenzare l’insorgenza della malattia.

Notizia

  • Lo studio mostra che anche il microbioma intestinale svolge un ruolo essenziale nella salute del nostro cervello.
  • Ci sono prove crescenti che i microbiomi intestinali dei malati di Alzheimer differiscono da quelli delle persone sane.
  • Gli acidi grassi a catena corta sembrano indurre la neurodegenerazione stimolando le cellule immunitarie nel sistema circolatorio.

Secondo uno studio, miliardi di Microrganismi che si trovano comunemente nella nostra zona IntestiniSoprannominato il microbioma intestinale, ha implicazioni di vasta portata sul funzionamento del nostro corpo. I membri di questa comunità microbica sintetizzano vitamine, aiutano la digestione, limitano la formazione di batteri pericolosi e controllano il sistema immunitario, tra le altre cose. Un recente studio della Washington University School of Medicine di St. Louis ha scoperto che anche il microbioma intestinale svolge un ruolo essenziale nella salute del nostro cervello.

Lo studio sui topi ha scoperto che i batteri intestinali influenzano il comportamento delle cellule immunitarie in tutto il corpo, comprese quelle nel cervello, che possono danneggiare il tessuto cerebrale ed esacerbare la neurodegenerazione in malattie come l’Alzheimer. I risultati, pubblicati il ​​13 gennaio sulla rivista Science, suggeriscono che l’alterazione del microbiota intestinale potrebbe essere utilizzata per prevenire o curare la neurodegenerazione.

“Abbiamo somministrato antibiotici a giovani topi per una sola settimana e abbiamo visto un cambiamento permanente nei loro microbiomi intestinali, nelle loro risposte immunitarie e nella quantità di neurodegenerazione correlata a una proteina chiamata tau che hanno sperimentato mentre invecchiavano”, ha detto il ricercatore capo David M Holtzman, MD. Barbara Burton e Robin M Morris III Distinguished Professor of Neurology. “La cosa eccitante è che manipolare il microbioma intestinale potrebbe essere un modo per influenzare il cervello senza inserire nulla direttamente nel cervello”.

Ci sono prove crescenti che i microbiomi intestinali dei malati di Alzheimer differiscono da quelli delle persone sane. Tuttavia, non è chiaro se questi cambiamenti siano la causa o la conseguenza della malattia, o entrambi, e quale effetto potrebbe avere la modifica del microbioma sulla progressione della malattia.

Per verificare se il microbioma intestinale è un componente, i ricercatori hanno manipolato i microbi intestinali di topi sottoposti a danni cerebrali simili all’Alzheimer e deterioramento cognitivo.

I topi sono stati geneticamente modificati per esprimere una variante mutata della proteina tau del cervello umano, che si accumula e provoca danni neuronali e restringimento del cervello entro i 9 mesi di età. Hanno anche una variante del gene APOE umano, che è un importante fattore di rischio genetico per la malattia di Alzheimer. Le persone con una copia della mutazione APOE4 hanno una probabilità da tre a quattro volte maggiore rispetto alle persone con la variante APOE3 più comune di contrarre la condizione.

Quando questi topi transgenici sono stati tenuti in condizioni sterili dalla nascita, non hanno acquisito i loro microbiomi intestinali e il loro cervello ha mostrato danni significativamente inferiori a 40 settimane di età rispetto ai topi con microbiomi di topo normali.

Quando tali topi sono cresciuti in un tipico ambiente non sterile, i loro microbiomi sono maturati naturalmente. Tuttavia, una serie di antibiotici a 2 settimane di età ha drasticamente alterato il mix di microrganismi nei suoi microbiomi. Ha anche ridotto la quantità di danni cerebrali osservati nei topi maschi a 40 settimane di età. Secondo i ricercatori, i benefici protettivi delle modifiche della linea germinale erano più pronunciati nei topi maschi portatori della variante APOE3 rispetto a quelli portatori della mutazione APOE4 ad alto rischio, forse perché gli effetti negativi di APOE4 annullavano parte della protezione. Nei topi femmina, il trattamento antibiotico non ha avuto alcun effetto sulla neurodegenerazione.

“Sappiamo già, dagli studi sui tumori cerebrali, sul normale sviluppo del cervello e argomenti correlati, che le cellule immunitarie nei cervelli maschili e femminili rispondono in modo molto diverso agli stimoli”, ha affermato Holtzmann. “Quindi non è terribilmente sorprendente che quando abbiamo avuto a che fare con il microbioma, abbiamo visto una differenza di genere nella risposta, anche se è difficile dire esattamente cosa questo significhi per uomini e donne con MA e disturbi correlati”.

Ulteriori ricerche hanno collegato tre acidi grassi a catena corta – sostanze chimiche generate come sottoprodotti del metabolismo dei batteri intestinali – alla neurodegenerazione. Tutti e tre questi acidi grassi erano rari negli animali i cui microbiomi intestinali erano stati colpiti dal trattamento antibiotico e non rilevabili nei topi i cui microbiomi intestinali non erano stati alterati.

Questi acidi grassi a catena corta sembrano innescare la neurodegenerazione stimolando le cellule immunitarie nel sistema circolatorio, che a loro volta stimolano le cellule immunitarie nel cervello, causando danni al tessuto cerebrale. Quando i topi di mezza età sono stati nutriti con i tre acidi grassi a catena corta senza i loro microbiomi, le loro cellule immunitarie sono diventate più reattive e il loro cervello ha mostrato più prove di danno correlato alla tau.

ha affermato Linda McGovern, PhD, direttrice del programma presso il National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), che ha fornito parte dei finanziamenti per lo studio.

“Quello che voglio sapere è, se prendi topi geneticamente predisposti a sviluppare una malattia neurodegenerativa e manipoli i loro microbiomi prima che gli animali inizino a mostrare segni di danno, puoi rallentare o prevenire la neurodegenerazione?” chiese Holtzmann. “Questo sarebbe l’equivalente di iniziare il trattamento in una persona di mezza età che è ancora cognitivamente normale ma sul punto di sviluppare disabilità. Se potessimo iniziare il trattamento in questi tipi di modelli animali adulti geneticamente sensibili prima che la neurodegenerazione diventi evidente per la prima volta , e dimostrare che funziona.” Questo potrebbe essere qualcosa che possiamo testare sulle persone.”

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