In che modo virus e batteri si bilanciano nel microbioma intestinale

Il detto “tutte le cose con moderazione” si applica non solo al cibo e alle bevande, ma anche alle legioni di batteri all’interno delle nostre viscere che ci aiutano a digerire quel cibo e quelle bevande. Si scopre che la regola può estendersi anche ai batteriofagi meno conosciuti, che sono virus che infettano i batteri che vivono dentro di noi. I nostri corpi ospitano circa 100 trilioni di cellule batteriche che compongono i nostri microbiomi e quelle cellule batteriche hanno i loro abitanti.

“Stiamo apprezzando sempre di più che le entità microbiche più abbondanti nell’intestino umano sono in realtà virus“, afferma  Eric Martens, Ph.D., Professore associato di microbiologia e immunologia presso la facoltà di medicina dell’Università del Michigan. Il suo team ha esplorato il modo in cui i batteri e i loro virus sembrano coesistere nell’intestino umano. Il segreto potrebbe risiedere in un rivestimento di zucchero dall’aspetto peloso usato dai batteri per difendersi non solo dagli attacchi del sistema immunitario umano, ma anche da vari virus che cercano di entrare.

Utilizzando un comune batterio intestinale, il Bacteroides thetaiotaomicron o BT, il team di Martens ha iniziato a esaminare la complessa interazione tra BT e virus, mettendoli uno contro l’altro in laboratorio.

Quando messi alla prova con virus o fagi raccolti dalle acque reflue, alcuni batteri erano in grado di resistere alle infezioni mentre altri no. “Quando arriva un particolare fago che può uccidere alcuni membri della popolazione, li uccide mentre i batteri resistenti crescono rapidamente“, afferma Martens.

Tuttavia, invece di alterare permanentemente il recettore che ha permesso la penetrazione virale e potenzialmente di danneggiarli, alcuni dei batteri attivano temporaneamente uno stato resistente attraverso un processo reversibile chiamato variazione di fase. Ma alcuni membri della popolazione batterica, ignari della continua presenza del fagi, disattivano questo interruttore di resistenza, restando sensibili alle infezioni … e così via.

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Il team ha ingegnerizzato geneticamente la varietà BT e una versione senza rivestimento.  I membri dell’intestino umano Bacteroidetes producono tipicamente diversi polisaccaridi capsulari a fase variabile (CPS), ma i loro contributi alle interazioni batterofagiche non sono noti. In tutti i casi, l’infezione potrebbe essere bloccata da alcune, ma non da tutte, le varietà capsulari. Sorprendentemente, i ricercatori hanno notato che anche i batteri senza il rivestimento di zucchero erano in grado di eludere l’infezione. “Siamo rimasti incuriositi nel vedere che potremmo portare via tutte le varietà ingegnerizzate di batteri e infettarle ancora con questi fagi e che i batteri potrebbero ancora sopravvivere, il che richiede che abbiano messo in atto un meccanismo di backup“, afferma Martens.

L’interazione tra il microbioma intestinale e i fagi potrebbe avere implicazioni per le malattie umane. “Una delle nostre ipotesi è che gli individui abbiano diversi tipi di cariche virali nelle loro viscere. Alcuni potrebbero essere più o meno immunogenici, interagendo con il nostro sistema immunitario per causare infiammazione. Ma potrebbero anche modificare la fisiologia dei batteri che li stanno costringendo ad esprimere determinate funzioni e varietà che sappiamo anche interagire con il sistema immunitario”, afferma Martens.

Lo studio aiuta a spiegare questa secolare osservazione che questi batteri coesistono con i loro virus. Nota Martens, “Nessuna delle due parti vince necessariamente sull’altra. Pertanto, i virus batterici potrebbero offrire un modo per alterare in modo benefico il microbioma intestinale per il trattamento della malattia”.

I primi autori dell’articolo, pubblicato sulla rivista  Nature Microbiology, sono Nathan Porter e Andrew Hryckowian.

Fonte: Nature Microbiology