(Alzheimer-Immagine: i curli batterici promuovono l’aggregazione dell’α-sinucleina che porta allo stress mitocondriale e alla neurodegenerazione. Credito: Università di Hong Kong).
Prove crescenti indicano che il microbiota intestinale svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della progressione di malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson (PD) e il morbo di Alzheimer (AD), ma il meccanismo molecolare alla base di tale interazione microbio-ospite non è ancora chiaro. Un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Chaogu Zheng della School of Biological Sciences dell’Università di Hong Kong (HKU) ha recentemente scoperto che la fibrilla amiloide di curli derivata da batteri promuove la neurodegenerazione nell’ospite. Questo nuovo studio fornisce prove dirette che suggeriscono che i batteri possono secernere proteine che formano una fibrilla amiloide, che entra nei neuroni ospiti e promuove l’aggregazione proteica e la neurodegenerazione. L’inibizione della capacità dei batteri di secernere tali proteine può essere un trattamento preventivo per le malattie neurodegenerative.
Lo studio è stato publblicato negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.
L’arma segreta del microbiota intestinale
Le malattie neurodegenerative sono causate dall’aggregazione proteica nei neuroni. Gli studi degli ultimi anni hanno suggerito che i batteri intestinali possono svolgere un ruolo importante nella patogenesi delle malattie neurodegenerative. Ad esempio, il trattamento antibiotico che uccide la maggior parte dei batteri nell’intestino può aiutare a migliorare la fisiopatologia del morbo di Parkinson nei topi. Nonostante l’idea emergente del legame “microbiota-intestino-cervello“, si sa poco delle molecole batteriche che modulano la progressione della neurodegenerazione.
Per affrontare questo problema, il team di ricerca ha eseguito uno screening per l’E. coligenes batterico, la cui eliminazione allevia i sintomi del PD in un modello animale di Parkinson. Questo animale è un microscopico nematode (verme) chiamato Caenorhabditis elegans, utilizzato dagli scienziati di tutto il mondo come un importante organismo modello per la ricerca biologica. Poiché questo animale si nutriva di batteri, il team di ricerca lo ha sviluppato in un potente strumento per analizzare l’interazione batteri-ospite.
Da uno schermo dell’intero genoma, il team del Dr. Zheng ha identificato 38 geni batterici che possono promuovere la neurodegenerazione nell’animale ospite. Due di questi geni codificano per le proteine che formano i curli, un tipo di fibre amiloidi batteriche. I ricercatori hanno quindi dimostrato che i curli batterici entrano nei neuroni per incrociare l’α-sinucleina amiloide umana e promuovere la sua aggregazione, che porta a proteotossicità, disfunzione mitocondriale e morte neuronale. L’eliminazione genetica dei geni curli o l’inibizione farmacologica della formazione di curli ha significativamente soppresso i sintomi del PD e migliorato le funzioni neuronali.
Un potenziale approccio terapeutico
Inoltre, il team di ricerca ha scoperto che le proteine batteriche curli hanno promosso la neurodegenerazione anche in modelli animali di Alzheimer, SLA e malattia di Huntington, suggerendo che i curli batterici secreti possono avere effetti negativi in una serie di malattie neurodegenerative. Mirare alla produzione di curli nell’intestino può rappresentare un approccio terapeutico generale per prevenire o rallentare la progressione delle malattie da aggregazione proteica.
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“Uno dei risultati interessanti di questo studio è che un polifenolo chiamato EGCG dagli estratti di tè verde può inibire quasi completamente la secrezione di curli nei batteri e ha effetti sorprendenti nel sopprimere la neurodegenerazione. Ciò è coerente con l’osservazione che bere il tè verde ha effetti benefici nella prevenzione malattie neurodegenerative”, ha detto il Dottor Chenyin Wang, il primo autore dell’articolo. Questa ricerca apre una nuova direzione allo sviluppo di misure preventive per le malattie neurodegenerative prendendo di mira la produzione di curli batterici nell’intestino umano.
Il Dr. Zheng ha sottolineato l’importanza dello studio e ha affermato: “Questo studio ha stabilito un nuovo paradigma per comprendere come i componenti batterici del microbioma intestinale possono influenzare la salute neuronale negli animali“. Ha intenzione di passare allo studio di altre molecole batteriche e indagare su come influenzano la neurodegenerazione dell’ospite. Il Dott. Zheng prevede che una comprensione completa dell’interazione batteri-ospite nel contesto della neurodegenerazione possa aiutare a identificare nuovi bersagli terapeutici per i disturbi neurodegenerativi.
Fonte:PNAS
