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Malattia di Crohn: il ruolo dei batteri coliformi adesivi è modellato dallo stile di vita

Le persone che convivono con gli effetti spesso debilitanti della malattia di Crohn possono finalmente ottenere un pò di sollievo, grazie alla ricerca rivoluzionaria dell’investigatore McMaster Brian Coombes e del suo team. Hanno identificato un ceppo di Escherichia coli aderente-invasivo (AIEC) che è fortemente implicato nella condizione e si trova spesso nell’intestino delle persone con malattia di Crohn. I medici sanno che esaminando il rivestimento intestinale dei pazienti con malattia di Crohn, scoprirai che circa il 70-80% di loro risulta positivo ai batteri AIEC, ma una delle cose che gli scienziati non capiscono è il motivo. Questo è il motivo per cui i ricercatori ritengono che l’AIEC sia un potenziale fattore scatenante della malattia di Crohn. Mutando ogni gene in un particolare ceppo di AIEC e testando come questi mutanti crescono nei topi, i ricercatori sono stati in grado di individuare quali geni permettevano ai batteri di colonizzare liberamente i rivestimenti intestinali delle persone con malattia di Crohn.

I batteri AIEC crescono in un biofilm che riveste le cellule che rivestono la parete intestinale, proteggendole sia dal sistema immunitario che dagli antibiotici. In questa ricerca, il team ha identificato una struttura proteica critica sulla superficie dei batteri che consente loro di crescere nei biofilm. La malattia di Crohn è causata dall’incapacità del sistema immunitario di “spegnere” la sua risposta infiammatoria ai batteri intestinali. I sintomi includono diarrea grave, affaticamento, perdita di peso e malnutrizione. I trattamenti attuali si concentrano sull’alleviare l’infiammazione, ma non affrontano la causa principale della condizione. Le ipotesi originali del secolo scorso implicavano già infezioni batteriche alla base della malattia di Crohn dipendenti da microbi specifici. Il team crede di essere un passo avanti per capire come questo batterio associato alla malattia di Crohn vive nell’intestino; e quando lo faranno potremo sviluppare nuovi trattamenti.

Anche perché le conoscenze su certi meccanismi molecolari alla base di questa interazione, come si evolve e come è regolata, sta facendo passi notevoli grazie al lavoro di gruppi indipendenti di ricercatori. Per esempio, è stato scoperto che i geni chuA e ratA sono i marcatori genetici più significativi associati agli AIEC rispetto ai ceppi non AIEC isolati da pazienti con malattia di Crohn e colite ulcerosa, rispettivamente. La maggior parte dei ceppi di E. coli ottenuti da pazienti con Crohn ha mostrato resistenza agli antibiotici (71%) rispetto a persone sane (29%) contro almeno un antibiotico. I ceppi AIEC-simili erano più resistenti agli antibiotici rispetto ai ceppi non-AIEC-like (53%) e (21%) rispettivamente. In particolare, questi ceppi sono molto più resistenti alla classe antibiotica dei beta-lattamici (penicilline e cefalosporine). È possibile che questi ceppi si sviluppino nel tempo per azione pressoria di terapie antibiotiche eseguite in età pediatrica, ma questa è un’ipotesi ancora da dimostrare.

Una modalità con cui questi ceppi AIEC potrebbero essere favoriti nell’intestino umano sarebbe quella della carenza di cofattori vitaminici donatori di metili. L’anno scorso, un team francese della Università Clermont Auvergne ha scoperto che la carenza di donatori metilici (vitamina B12, acido metil-tetraidrofolico) nei ratti causa la predominanza di ceppi AIEC fra le specie coliformi. La carenza di questi cofattori induce la ridotta metilazione del gene CAECAM6 nelle cellule della mucosa intestinale, ed induceva. La proteina CEACAM6 è una molecola che è coinvolta nell’adesione della normale flora batterica intestinale. Ma quando i ratti venivano nutriti con una dieta contenente fattori di metilazione, CEACAM6 veniva represso la prevalenza dei ceppi AIEC veniva ridotta notevolmente. Lo stesso è valso per l’intensità dell’infiammazione, che è di tipo sia diretto che indiretto col contributo della componente batterica stessa che altera la bioenergetica della mucosa e induce permeabilità intestinale.

Infine, anche lo stile dietetico seguito può impattare sulla probabilità di favorire la proliferazione e la predominanza di ceppi aderenti di Escherichia coli. Una dieta povera di cibi freschi e, per contro, a base di alimenti preconfezionati, precotti, elaborati, ecc. presuppone la presenza di conservanti ed emulsionanti come la CMC e il P80. Questi additivi disturbano il microbiota intestinale, promuovendo l’infiammazione cronica. I topi con microbiota minimo sono protetti dagli effetti degli emulsionanti, il che ci porta a ipotizzare che questi composti possano provocare patobionti selezionati per promuovere l’infiammazione. L’esposizione di ceppi AIEC agli emulsionanti in vitro ne aumenta la motilità e la capacità di aderire alle cellule epiteliali intestinali. L’analisi trascrittomica ha rivelato che gli emulsionanti inducono direttamente l’espressione di gruppi di geni che mediano la virulenza dei ceppi AIEC promuovendo l’infiammazione intestinale.

Quindi, le ipotesi originali che ambiente, alimentazione ed altri fattori legarti allo stile di vita fanno pressione sulla componente genetica per la comparsa e l’evoluzione della malattia infiammatoria intestinale, nel caso specifico il morbo di Crohn.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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