Flora batterica intestinale e malformazioni cavernose cerebrali

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La flora batterica intestinale è un’alleata preziosissima nella nostra alimentazione.

Grazie ad un silenzioso quanto fondamentale mutualismo, i microrganismi che popolano il nostro tubo digerente si alimentano e prosperano grazie ai cibi che introduciamo e, allo stesso tempo, producono elementi necessari per la nostra stessa sopravvivenza e ci aiutano contro l’invasione di potenziali patogeni.

Ma come avviene nelle migliori convivenze, anche tra noi e la nostra flora batterica possono verificarsi situazioni scomode che possono portare a gravi problemi per la nostra salute.

Se per ovvie ragioni siete portati a pensare a patologie riguardanti il tubo digerente, siamo spiacenti deludervi: la ricerca che stiamo per proporvi oggi (pubblicata su Nature) ha infatti evidenziato che alcune specie microbiche commensali possono essere implicate in particolari patologie del Sistema Nervoso Centrale.

Un team di ricercatori guidati dall’Università della Pennsylvania ha scoperto una correlazione tra l’insorgenza degli angiomi cavernosi (o “CCM”: Malformazioni Cavernose Cerebrali) e alcune specie microbiche infestanti il nostro intestino.

Ė già nota l’associazione flora batterica intestinale – patologie del sistema nervoso centrale: infatti, in precedenti studi, è stata confermata l’ipotesi che l’insorgenza del morbo di Parkinson, in alcuni casi, potesse essere correlata al tipo di microbiota umano che colonizza il nostro intestino.

Ma cosa sono le malformazioni cavernose cerebrali (CCM) e in che modo la flora batterica interviene nell’eziopatogenesi?

Le CCM sono lesioni vascolari costituite da vasi sanguigni (capillari) strettamente imballati (la forma ricorda quella di un “lampone”), anormalmente sottili, che dislocano il tessuto neurologico normale nel cervello causando delle strutture cavernose.

Nel cervello, queste lesioni cavernose sono piuttosto fragili e inclini a sanguinare, causando ictus emorragico.

La terapia è prevalentemente chirurgica.

Andando a cercare nella bibliografia, ricerche precedenti hanno attribuito lo sviluppo di questa patologia alla mutazione di particolari geni.

Questi geni sono implicati nello sviluppo delle cellule nervose che avvolgono le strutture dei capillari cerebrali, ma, grazie ai risultati presentati dal team guidato dall’università della Pennsylvania, lo sviluppo delle CCM non è da imputare univocamente a mutazioni genetiche.

Lo Studio

Nella popolazione di topi aventi tali mutazioni, molti individui erano resistenti e tutti non presentavano (come si ci aspettava) le CCM. Tutte le cavie che in seguito sviluppavano le CCM, però,  presentavano degli ascessi addominali nelle zone dove venivano inoculati i farmaci necessari.

I ricercatori hanno quindi analizzato la specie microbica presente negli ascessi (il Bacteroides Fragilis, un batterio gram negativo facente parte della flora batterica intestinale).

Inoculando il batterio in 16 cavie resistenti alle CCM, 9 di queste hanno sviluppato lesioni vascolari.

Il meccanismo molecolare

Secondo i ricercatori, alla base di questo meccanismo ci sarebbe l’interazione tra il lipopolisaccaride e i toll-like receptor 4 (TLR-4).

I batteri gram negativi, come il Bacteroides Fragilis, producono un’endotossina chiamata Lipopolisaccaride (LPS). Questa molecola è molto tossica per i mammiferi in quanto la sua liberazione (causata dalla distruzione del batterio) induce all’aumento della permeabilità vascolare e vasodilatazione portando a febbre e shock e può essere fatale in grandi concentrazioni.

Il toll-like receptor 4 (TLR-4) è una proteina trans-membrana facente parte di una classe di recettori implicati nella risposta immunitaria: fisiologicamente, quando si lega all’antigene microbico, induce una cascata di attivazione molecolare intracellulare che porta alla formazione di citochine infiammatorie.

Anche se le varie fasi del meccanismo e la risposta molecolare cellulare sono ancora da chiarire, quando è presente la mutazione genetica predisponente alle CCM e il LPS si lega al TLR-4, avverrebbe lo sviluppo di queste formazioni patologiche.

Per confermare queste osservazioni i ricercatori hanno inoculato la tossina in 2 gruppi di cavie: un gruppo knock-out con i geni mutati e un gruppo wild-type.

Le cavie aventi le mutazioni per i geni predisponenti per le CCM hanno in seguito sviluppato le lesioni vascolari cerebrali una volta inoculata la LPS, cosa che non si è verificata nelle cavie senza mutazioni.

Queste evidenze porteranno una svolta decisiva nella diagnostica e nella prevenzione di una condizione che al momento è diagnosticata più frequentemente in modo casuale in corso di esami di routine.

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