Grasso corporeo-Studio-Immagine: accumulo di lipidi in un modello murino di malattia del fegato grasso, visualizzato da goccioline lipidiche colorate (rosa) nel tessuto epatico (verde). Struttura chimica sovrapposta di un coniugato di acido biliare appena scoperto. Credito: Dr. Mohammad Arifuzzaman, Dr. Christopher Parkhurst, Dr. Frank Schroeder e Dr. David Artis.
Secondo un nuovo studio preclinico condotto dai ricercatori della Weill Cornell Medicine e del Boyce Thompson Institute presso il campus di Ithaca della Cornell University, i microbi intestinali benefici e l’organismo lavorano insieme per regolare il metabolismo dei grassi e i livelli di colesterolo.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature.
Il corpo umano si è co-evoluto con i microbi benefici che vivono nell’intestino (definiti microbiota), dando origine a relazioni reciprocamente favorevoli che aiutano nella digestione del cibo e nell’assorbimento dei nutrienti essenziali richiesti per la sopravvivenza dell’ospite e dei microbi intestinali. Un aspetto centrale di queste relazioni è la produzione di molecole bioattive che promuovono la scomposizione del cibo, consentendo l’assorbimento dei nutrienti da parte dell’ospite.
Uno dei gruppi più importanti di tali molecole è quello degli acidi biliari, prodotti dal colesterolo nel fegato e poi trasportati all’intestino, dove favoriscono la digestione dei grassi.
Gli scienziati sanno da tempo che i batteri intestinali modificano gli acidi biliari in una forma che stimola un recettore chiamato FXR, che riduce la produzione di bile. Il nuovo studio rivela che un enzima prodotto dalle cellule intestinali converte gli acidi biliari in una forma diversa che ha l’effetto opposto. Questa forma alterata, chiamata acido biliare-metilcisteamina (BA–MCY), inibisce FXR per promuovere la produzione di bile e aiutare a potenziare il metabolismo dei grassi.
“Il nostro studio rivela che tra i microbi intestinali e l’organismo si instaura un dialogo fondamentale per regolare la produzione di acidi biliari“, ha affermato il coautore corrispondente, il Dott. David Artis, Direttore del Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease e del Friedman Center for Nutrition and Inflammation, nonché Professore di immunologia presso la Weill Cornell Medicine.
Gli acidi biliari aiutano l’apparato digerente a scomporre i grassi in forme che l’organismo può assorbire e utilizzare.
“Ma ora è diventato chiaro che gli acidi biliari sono più di semplici coadiuvanti della digestione, agiscono come molecole di segnalazione, regolando i livelli di colesterolo, il metabolismo dei grassi e altro ancora”, ha affermato il coautore corrispondente, il Dott. Frank Schroeder, Professore al Boyce Thompson Institute e Professore presso il Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica presso la Facoltà di Arti e Scienze della Cornell University. “Tutto questo avviene legandosi a FXR, che agisce come un semaforo, controllando il metabolismo del colesterolo e la produzione di acidi biliari per evitarne l’accumulo eccessivo”.
Ora la collaborazione inter-campus tra i laboratori del Dott. Schroeder e del Dott. Artis ha rivelato il ruolo del corpo ospite in questo fondamentale processo biologico. Lo studio è stato co-diretto dal Dott. Tae Hyung Won, ex associato post-dottorato nel laboratorio del Dott. Schroeder e ora Professore associato alla Cha University in Corea; dal Dott. Christopher Parkhurst, istruttore di medicina presso la Weill Cornell Medicine che lavora nel laboratorio del Dott. Artis e dal Dott. Mohammad Arifuzzaman, Professore associato di immunologia presso la Weill Cornell Medicine.
La collaborazione multidisciplinare tra i dottori Artis e Schroeder ha unito con successo le discipline biomediche dell’immunologia, della biologia chimica e delle interazioni ospite-microbiota. In questo studio, hanno utilizzato una tecnica chiamata metabolomica non mirata per identificare tutte le molecole prodotte dai topi con e senza microbi intestinali. Confrontando le due, sono stati in grado di distinguere quali molecole erano prodotte dai microbi intestinali e quali erano prodotte dal corpo. Le molecole di acido biliare-metilcisteamina BA-MCY si sono distinte come molecole prodotte dai topi, ma che erano comunque dipendenti dalla presenza di microbi intestinali.
“BA-MCY dimostrano un nuovo paradigma: molecole che non sono prodotte dai microbi intestinali, ma dipendono comunque dalla loro presenza”, ha affermato il co-primo autore, il Dott. Won.
Attraverso una serie di esperimenti, i ricercatori hanno poi dimostrato come il corpo produce BA-MCY e come queste molecole forniscano un modo all’organismo di contrastare i segnali del microbo che gli chiedono di produrre meno acidi biliari, impedendo così il rallentamento del metabolismo del colesterolo.
“Questo atto di bilanciamento è cruciale“, ha detto il Dott. Schroeder. “Quando i batteri intestinali producono molti acidi biliari che attivano fortemente FXR, il corpo reagisce producendo BA-MCY, assicurando che il sistema degli acidi biliari resti in equilibrio“.
I ricercatori hanno inoltre dimostrato nel loro modello preclinico che l’aumento dei livelli di BA-MCY ha contribuito a ridurre l’accumulo di grasso nel fegato e che anche l’aumento dell’assunzione di fibre alimentari ha migliorato la produzione di BA-MCY.
“È importante sottolineare che gli acidi BA-MCY sono stati rilevati anche in campioni di sangue umano, il che indica che un meccanismo simile può verificarsi negli esseri umani“, ha aggiunto il Dott. Arifuzzaman.
I risultati potrebbero suggerire potenziali obiettivi di trattamento per disturbi metabolici, tra cui steatosi epatica, colesterolo alto e disturbi correlati all’obesità. Suggeriscono inoltre che approcci dietetici come l’aumento di alcune forme di assunzione di fibre potrebbero aiutare supportando il sistema di controlli ed equilibri del corpo. I prossimi passi per i collaboratori sono apprendere di più su come questi processi sono regolati e studiare questo tipo di dialogo tra microbi e intestino in diversi stati di malattia.
Gli studiosi hanno ipotizzato che il loro approccio di studio potrebbe anche aiutare i ricercatori a studiare il ruolo del microbiota intestinale in un’ampia gamma di malattie, dalle infezioni e infiammazioni croniche all’obesità e al cancro.
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“Il nostro articolo è una tabella di marcia per l’utilizzo della metabolomica e della chimica non mirate per comprendere meglio come il dialogo tra il microbiota intestinale e l’organismo influisce su una serie di malattie“, ha affermato il Dott. Artis.
Fonte:Nature
