Un gruppo di ricercatori dell’Università di Tsukuba ha compiuto un importante passo avanti nella comprensione delle dinamiche che regolano il microbiota intestinale, la complessa comunità popolata da oltre 40 mila miliardi di batteri. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications a firma di Nozomu Obana e colleghi, si è concentrato su Mediterraneibacter gnavus, un batterio comune dell’apparato digerente umano. Gli scienziati hanno dimostrato che uno specifico rivestimento di polisaccaridi capsulari non solo facilita la colonizzazione dell’intestino da parte del microbo, ma contribuisce anche a ridurre le risposte infiammatorie dell’ospite.
- Sviluppato un kit di strumenti genetici per modificare e analizzare il batterio Mediterraneibacter gnavus.
- La produzione di polisaccaridi capsulari (CPS) è risultata inversamente correlata al livello di infiammazione intestinale.
- I geni responsabili dei CPS sono stati riscontrati con maggiore frequenza nei ceppi isolati da individui sani rispetto ai pazienti con malattia di Crohn.
La sfida della manipolazione genetica dei batteri intestinali
Il batterio Mediterraneibacter gnavus, in precedenza noto come Ruminococcus gnavus e appartenente alla famiglia delle Lachnospiraceae, fa normalmente parte del microbiota negli individui sani. Tuttavia, diverse osservazioni cliniche ne avevano rilevato un’abbondanza anomala nei pazienti affetti da malattie infiammatorie croniche intestinali, come il morbo di Crohn, associando la sua presenza alla gravità della patologia. Le ragioni dei suoi differenti effetti sull’ospite sono rimaste a lungo poco comprese a causa delle difficoltà tecniche nel manipolare geneticamente la specie.
Per superare questo limite, i ricercatori giapponesi hanno messo a punto una serie di strumenti molecolari dedicati, tra cui un vettore navetta E. coli-M. gnavus, sistemi di espressione genica inducibile, reporter fluorescenti e tecniche per l’interruzione e la delezione dei geni. Questo insieme di risorse si è rivelato applicabile non solo a M. gnavus, ma anche ad altri batteri commensali della stessa famiglia.
Gli esperimenti condotti su modelli murini privi di germi hanno dimostrato che i ceppi batterici privi del rivestimento capsulare inducono reazioni infiammatorie decisamente più severe.
Il ruolo protettivo dei polisaccaridi capsulari
Nel corso dell’indagine, i ricercatori hanno individuato un cluster genico responsabile della biosintesi dei polisaccaridi capsulari (CPS), la struttura che forma uno strato protettivo sulla superficie batterica. Le prove di laboratorio hanno confermato che la produzione di CPS è fondamentale per consentire al batterio di competere con successo nella colonizzazione dell’ambiente intestinale.
Le analisi condotte indicano una correlazione inversa tra la sintesi di questi polisaccaridi e l’attività infiammatoria. Inoltre, lo studio genomico comparativo ha evidenziato come i geni dedicati alla produzione di CPS tendano a comparire più di frequente nei ceppi batterici prelevati da soggetti sani rispetto a quelli isolati da pazienti affetti da Crohn.
Prospettive per lo sviluppo di nuovi probiotici
La comprensione dei meccanismi con cui specifici geni batterici interagiscono con l’organismo ospite rappresenta un elemento chiave per la ricerca biomedica. Le patologie infiammatorie dell’intestino richiedono infatti interventi sempre più mirati sul microambiente intestinale e sulla regolazione della risposta immunitaria.
La piattaforma metodologica sviluppata dall’Università di Tsukuba fornisce una base per l’analisi funzionale di batteri finora complessi da studiare. Questi risultati potrebbero favorire l’individuazione di nuove strategie terapeutiche e guidare la progettazione di probiotici di nuova generazione orientati a preservare l’omeostasi intestinale.
Qual è la vostra opinione sul ruolo della ricerca sul microbiota per il futuro della salute intestinale? Condividete i vostri pensieri nei commenti.
