Meglio conosciuto come un agente patogeno che causa intossicazione alimentare o sottrae sostanze nutritive al suo ospite, il batterio E. coli svolge in realtà un ruolo fondamentale nel promuovere la salute producendo un composto che aiuta le cellule ad assorbire il ferro, secondo una nuova ricerca dell’Università del Colorado.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Cell, getta nuova luce sul meccanismo con cui E. coli, che è altamente prevalente nell’intestino umano, avvantaggia il suo ospite e potrebbe portare a terapie più efficaci per l’anemia da carenza di ferro, che ha un impatto maggiore di 1 miliardo di persone in tutto il mondo.
“Negli ultimi anni, abbiamo iniziato a renderci conto che molti microrganismi che popolano il tratto gastrointestinale umano apportano benefici alla nostra salute, ma stiamo solo iniziando a scoprire esattamente quali benefici offrono e come”, ha detto l’autore senior dello studio Min Han, Professore presso CU Boulder’s Dipartimento di Biologia Molecolare, Cellulare e dello Sviluppo (MCDB). “Questa nuova scoperta identifica un ruolo chiave di E. coli e cioè aiutare le cellule ad assorbire il ferro“.
Mentre alcuni ceppi di E. coli possono causare malattie, la maggior parte sono innocui.
Poiché l’ E. Coli è così diffuso, Han e il suo collega Bin Qi, un ricercatore associato nel suo laboratorio, presumevano che svolgesse un ruolo benefico e si proponevano di identificare quali composti produce e le loro funzioni.
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I ricercatori hanno iniziato con una serie di esperimenti utilizzando C. elegans, un nematode naturalmente ricco di E. coli. Quando i giovani vermi venivano nutriti con E. coli geneticamente modificato per non avere la capacità di produrre un composto chiamato enterobactina, crescevano lentamente e i loro livelli di ferro erano bassi. Quando l’enterobactina è stata reintrodotta nei vermi, la crescita naturale è ripresa e i livelli di ferro sono aumentati.
Successivi esperimenti su vermi e cellule umane hanno dimostrato che l’integrazione della dieta con enterobactina, anche senza l’aggiunta di ferro, aumenta notevolmente i livelli di ferro nelle cellule.
Bin Qi (a sinistra) e Min Han (a destra). Credito: CU Boulder
Gli scienziati sanno da tempo che E. coli produce enterobactina per eliminare il ferro per la propria sopravvivenza e propagazione. Ma presumevano che così facendo, rubasse il ferro al suo ospite.
Il nuovo studio sfida questo paradigma, suggerendo che l’enterobactina si lega anche a una proteina chiamata ATP sintasi all’interno dei mitocondri dell’ospite, attirando anche il ferro nelle cellule dell’ospite.
“Mentre i batteri producono questo composto che elimina il ferro per il proprio uso, la nostra ricerca suggerisce che i mammiferi, inclusi gli esseri umani, hanno imparato nel tempo a dirottarlo a proprio vantaggio“, ha detto Han.
La carenza di ferro è il disturbo da carenza di nutrienti più diffuso al mondo e una delle principali cause di anemia che colpisce un quarto della popolazione mondiale, in particolare donne, bambini e persone nei paesi sottosviluppati.
Ma Han osserva che gli integratori di ferro per via orale, sebbene utili in alcuni casi, possono potenzialmente sopprimere la produzione di enterobactina e ridurre l’assorbimento di ferro. “Gli antibiotici orali potrebbero potenzialmente avere lo stesso impatto”, dice il ricercatore.
Han ha depositato un brevetto e prevede di continuare a sviluppare nuove terapie che potrebbero servire come aggiunte o sostituti per integratori di ferro.
“In definitiva, crediamo che questa molecola abbia un grande potenziale per affrontare i disturbi da carenza di ferro, che sono così diffusi“, ha detto Han.
Fongte: Università del Colorado
