Tolleranza e salute partono dall’intestino: ecco i batteri produttori di serotonina che addestrano il sistema immunitario

I ricercatori della Weill Cornell Medicine hanno scoperto che alcuni batteri colonizzano l’intestino subito dopo la nascita e producono il neurotrasmettitore serotonina per formare le cellule immunitarie dell’intestino. Ciò impedisce reazioni allergiche al cibo e ai batteri stessi durante le prime fasi dello sviluppo. Lo studio preclinico, pubblicato pochi giorni fa su Science Immunology, ha dimostrato che i batteri abbondanti nell’intestino dei neonati producono serotonina, che promuove lo sviluppo di cellule immunitarie chiamate cellule T-regolatrici (Tregs). Queste cellule sopprimono le risposte immunitarie inappropriate per aiutare a prevenire le malattie autoimmuni e le reazioni allergiche pericolose a prodotti alimentari innocui o a microbi intestinali benefici. I ricercatori hanno osservato che l’intestino neonatale del topo aveva livelli molto più elevati di neurotrasmettitori, inclusa la serotonina, rispetto all’intestino adulto.

L’intestino neonatale è arricchito in modo univoco con neurotrasmettitori, inclusa la serotonina, e specifici batteri intestinali producono direttamente serotonina mentre sottoregolano la monoaminossidasi A (MAO-A) per limitare la degradazione della serotonina. I ricercatori hanno scoperto che la serotonina segnala direttamente alle cellule T di aumentare l’indolo-3-acetaldeide intracellulare e di inibire l’attivazione di mTOR (sitnesi proteica), promuovendo così la differenziazione delle cellule Tregs, sia ex vivo che in vivo nell’intestino neonatale. La sonda orale di serotonina nei topi neonati ha prodotto una tolleranza immunitaria antigene-specifica mediata dalle cellule T a lungo termine, sia verso gli antigeni alimentari che verso i batteri commensali. Gli alti livelli di serotonina, cioè, spostano l’equilibrio delle cellule immunitarie aumentando il numero di Tregs, che aiuta a prevenire una reazione eccessiva del sistema immunitario e l’attacco agli antigeni alimentari.

I risultati dello studio suggeriscono che prima che l’intestino neonatale sia sufficientemente maturo per produrre i propri neurotrasmettitori, batteri intestinali unici possono fornire neurotrasmettitori necessari per le funzioni biologiche critiche durante le prime fasi dello sviluppo. Gli scienziati hanno notato che questo lavoro sottolinea l’importanza di avere i giusti tipi di batteri benefici subito dopo la nascita. I bambini nei paesi sviluppati hanno un migliore accesso agli antibiotici, una minore esposizione a diversi microbi nei loro ambienti puliti e diete potenzialmente malsane che possono avere un impatto significativo sull’abbondanza di batteri intestinali produttori di serotonina. Di conseguenza, questi bambini potrebbero avere meno Tresg e sviluppare reazioni immunitarie o allergie al cibo. Questo potrebbe essere uno dei motivi per cui le allergie alimentari sono diventate sempre più comuni nei bambini, in particolare nei paesi sviluppati.

Il team prevede poi di esaminare i batteri presenti nei campioni di feci dei neonati umani per misurare la loro produzione di serotonina, altri neurotrasmettitori e molecole che potrebbero aiutare ad addestrare il sistema immunitario a prevenire future malattie immuno-correlate, come allergie, infezioni e tumori.

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

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