Rigenerazione del fegato-Immagine Credit Public Domain-
Il nostro microbioma influenza un gran numero di processi nel corpo umano. Uno studio recente mostra che la capacità rigenerativa del fegato viene annullata quando il microbioma viene disturbato, ad esempio dagli antibiotici.
Una nuova ricerca rivela che il microbiota fornisce importanti elementi costitutivi per la divisione cellulare
Il corpo ha la capacità di rigenerare il tessuto epatico mancante quando vengono rimosse parti dell’organo. Tuttavia, i ricercatori dell’Università tecnica di Monaco (TUM) hanno recentemente scoperto che l’efficacia di questo processo è ampiamente influenzata dai batteri intestinali. Questi risultati hanno il potenziale per migliorare l’esito della chirurgia epatica per le persone che soffrono di cancro al fegato e altre malattie.
Il fegato umano ha una sorprendente capacità di rigenerarsi, a differenza del cuore, per esempio. I meccanismi biologici sottostanti sono un esempio del ruolo svolto dai nostri batteri intestinali nei processi che avvengono in altri organi. Ciò è dimostrato in una nuova ricerca condotta da un team interdisciplinare del TUM University Hospital Klinikum rechts der Isar e della TUM School of Life Sciences.
Gli acidi grassi a catena corta sono necessari per la crescita
Un microbioma intestinale sano è costituito da molti tipi di batteri. Svolgono un ruolo attivo nella digestione. Alcuni di loro scompongono i carboidrati in acidi grassi a catena corta (SCFA), per esempio. “Le cellule del fegato hanno bisogno di questi acidi grassi per crescere e dividersi“, afferma il leader dello studio Prof. Klaus-Peter Janssen del Dipartimento di Chirurgia del Klinikum rechts der Isar. «Ora siamo riusciti a dimostrare per la prima volta che i batteri intestinali influenzano il metabolismo lipidico nelle cellule del fegato, e quindi la loro capacità di rigenerarsi».
Il Prof. Janssen e il suo team hanno condotto esperimenti sui topi per determinare in che modo un microbioma interrotto influisce sulla rigenerazione del fegato. Negli animali in cui il microbioma è stato perturbato dagli antibiotici, la formazione di nuove cellule epatiche è stata fortemente ritardata. “Gli scienziati erano già a conoscenza di un legame tra antibiotici e rigenerazione epatica interrotta. Tuttavia, questo è stato precedentemente attribuito alla risposta immunitaria del corpo o agli effetti collaterali dannosi degli antibiotici sulle cellule del fegato”, spiega Klaus-Peter Janssen.
La connessione meccanicistica con i batteri intestinali è venuta alla luce solo nello studio TUM. Secondo i topi trattati con antibiotici, anche le cellule del fegato non sono state rigenerate nei topi privi di microbioma già alla nascita.
Il “set iniziale del microbioma” attiva la crescita delle cellule del fegato
“Gli antibiotici non uccidono tutti i batteri intestinali”, spiega Anna Sichler, una delle due prime autrici dello studio. “Tuttavia, il farmaco modifica la composizione del microbioma: le restanti specie di batteri producono molti meno acidi grassi a catena corta“.
Il microbioma di solito si riprende entro poche settimane dal trattamento antibiotico. L’attuale studio ha dimostrato che la rigenerazione del fegato si è verificata anche negli animali trattati con antibiotici, ma con un ritardo significativo. Nei topi privi di batteri intestinali, non ha avuto luogo alcuna rigenerazione. Tuttavia, i ricercatori sono stati in grado di stimolare la rigenerazione del fegato trattandolo con un “set iniziale di microbioma” definito con precisione.
Esperimenti con organoidi e cellule umane
Usando organoidi costituiti da cellule di topo – essenzialmente fegati in miniatura in una capsula di Petri – i ricercatori hanno dimostrato che gli SCFA forniscono elementi costitutivi essenziali per la membrana cellulare nelle cellule del fegato. Se gli SCFA non sono presenti in quantità sufficienti, le cellule si rifiutano di crescere e moltiplicarsi. Quando le cellule si sono moltiplicate perché sono disponibili abbastanza acidi grassi, il team ha scoperto che un enzima noto come SCD1 era particolarmente attivo.
“Abbiamo quindi studiato i processi con cellule epatiche umane e campioni di tessuto”, afferma Yuhan Yin, che è anche uno dei primi autori dello studio. “SCD1 è attivo anche negli esseri umani quando il fegato si rigenera“.
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Possibili applicazioni prima e dopo l’intervento chirurgico
“È importante tenere presente che il ruolo dei batteri intestinali nel nostro corpo è molto complesso. Abbiamo ancora molta strada da fare prima di comprenderlo appieno”, afferma Klaus-Peter Janssen. Pertanto, lo studio non offre raccomandazioni specifiche per ulteriori azioni o lo sviluppo di farmaci.
“Tuttavia, i nostri risultati potrebbero essere utilizzati per una nuova ricerca in cui le composizioni del microbioma offrono condizioni migliori per la rigenerazione del fegato. I medici potrebbero quindi esaminare i batteri intestinali dei pazienti per determinare se le condizioni sono favorevoli per un intervento chirurgico o se è meglio aspettare che il microbioma si riprenda. Potrebbe anche essere possibile influenzare il recupero con una certa dieta. E viceversa, i medici potrebbero anche essere in grado di esaminare il microbioma attraverso campioni di feci per determinare quanto bene il fegato si sta rigenerando dopo un’operazione”, afferma il Prof. Janssen.
Fonte:Journal of Hepatology
