(Colite ulcerosa-Immagine: la presenza di Bacteroides vulgatus ha portato alla colite nel colon del topo (a sinistra). Tuttavia, l’inibizione della proteasi proteggeva le pareti del colon e riduceva l’afflusso di cellule infiammatorie (a destra). Credito: Università della California – San Diego).
La colite ulcerosa, un sottotipo di malattia infiammatoria intestinale, è una malattia cronica del colon che colpisce quasi un milione di persone negli Stati Uniti. Si pensa che sia collegata alle interruzioni del microbioma intestinale, i batteri e altri microbi che vivono dentro di noi, ma nessun trattamento esistente prende di mira questi microrganismi.
In uno studio pubblicato il 27 gennaio 2022 su Nature Microbiology, i ricercatori della San Diego School of Medicine dell’Università della California hanno identificato una classe di enzimi microbici che guidano la colite ulcerosa e hanno dimostrato una potenziale via per l’intervento terapeutico.
“Gli studi continuano a mostrare correlazioni tra la salute dell’intestino e i costituenti microbici, ma queste tendenze non spiegano esattamente come i batteri causino la malattia o cosa possiamo fare al riguardo”, ha affermato il co-autore senior dello studio David J. Gonzalez, Ph.D. , Professore associato di farmacologia presso la UC San Diego School of Medicine e la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. “Questo è il primo studio con prove sperimentali che individua un microbo specifico che guida la colite ulcerosa, la classe proteica che esprime e una soluzione promettente“.
Gonzalez e i suoi collaboratori sono leader nella multi-omica, un approccio che combina genomica, proteomica, metabolomica e peptidomica all’avanguardia per scoprire i contenuti di un campione biologico con dettagli senza precedenti. Il processo di “digitalizzazione” di un campione consente al team di esaminarne la biologia su più scale e sviluppare nuove ipotesi di progressione della malattia.
Vedi anche:Colite ulcerosa: Lipitor trattamento efficace
“Ciò che rende speciale la UC San Diego è la nostra scienza altamente collaborativa, in cui i leader mondiali in tutte le diverse ‘omiche’ possono unirsi per aprire nuove strade”, ha affermato il co-autore senior dello studio Rob Knight, Ph.D., Professore e Direttore del Center for Microbiome Innovation presso la UC San Diego. “Questo studio mostra il potere di combinare queste tecnologie per esplorare la biologia in nuovi modi”.
Per studiare il microbioma intestinale, Gonzalez ha affermato che il campione biologico più utile sono le feci dei pazienti. È anche molto meno invasivo da raccogliere rispetto ai campioni di sangue o tessuti più tradizionali.
“Una volta che abbiamo tutta la tecnologia per digitalizzare le feci, la domanda è: questa indagine ci dirà cosa sta succedendo in questi pazienti? La risposta si è rivelata sì. Abbiamo dimostrato che i campioni di feci possono essere estremamente istruttivi nel guidare il nostro comprensione della malattia. La digitalizzazione del materiale fecale è il futuro”.
Il team ha scoperto che circa il 40% dei pazienti con colite ulcerosa mostra una sovrabbondanza di proteasi, enzimi che scompongono altre proteine, originari del Bacteroides vulgatus residente nell’intestino. I ricercatori hanno quindi dimostrato che il trapianto di feci ad alto contenuto di proteasi da pazienti umani in topi privi di germi ha indotto la colite negli animali. Tuttavia, la colite potrebbe essere significativamente ridotta trattando i topi con inibitori della proteasi.
Il team ha suggerito che un fattore di stress nell’intestino, come la privazione di nutrienti, può aumentare la produzione di proteasi nel tentativo di utilizzare le proteine come fonte di nutrienti alternativa. Tuttavia, queste proteasi batteriche possono essere dannose per l’epitelio del colon o il rivestimento del colon, consentendo un afflusso di cellule immunitarie per esacerbare ulteriormente la malattia.
Gli autori sperano che lo studio ispiri il lavoro futuro per confermare questa ipotesi e sviluppare farmaci bloccanti la proteasi per l’uso nell’uomo. “Ora che una specifica famiglia di proteine è stata implicata in questa forma di colite ulcerosa”, hanno affermato i ricercatori, “i medici potrebbero anche un giorno utilizzare i test anticorpali per discernere rapidamente se un paziente è un buon candidato per il trattamento con proteasi”.
I ricercatori hanno affermato che il loro approccio all’analisi delle feci e all’integrazione dei dati multiomici potrebbe essere utilizzato anche per studiare altre malattie, tra cui diabete, cancro, condizioni reumatiche e neurologiche.
