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Studio dimostra il ruolo dei batteri intestinali nelle neurodegenerazioni
L'Alzheimer (AD), il Parkinson (PD) e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) sono tutte malattie caratterizzate da proteine mal ripiegate e aggregate, e dall'infiammazione nel cervello. In oltre il 90 per cento dei casi, i medici e gli scienziati non sanno che cosa provoca l'insorgenza di questi processi.
Robert P. Friedland MD, Professore Ordinario di Neurologia all'Università di Louisville, e un team di ricercatori, hanno scoperto che questi processi possono essere innescati da proteine prodotte da batteri nel nostro intestino (microbiota).
La loro ricerca ha rivelato che l'esposizione alle proteine batteriche (chiamate amiloide), che hanno una somiglianza strutturale con le corrispondenti proteine cerebrali, porta ad un aumento dell'aggregazione della proteina alfa-sinucleina nel cervello. Aggregati, o grumi, di alfa-sinucleina misfolded [mal-ripiegate] e le relative proteine amiloidi sono visibili nel cervello dei pazienti con le malattie neurodegenerative AD, PD e SLA.
L'alfa-sinucleina (AS) è una proteina prodotta di norma dai neuroni del cervello. Sia nel PD che nell'AD, l'alfa-sinucleina è aggregata in una forma chiamata amiloide, che causa danni ai neuroni. Friedland ha ipotizzato che le proteine raggruppate simili, prodotte dai batteri nell'intestino, inducono le proteine cerebrali a ripiegarsi male tramite un meccanismo chiamato cross-seeding [semina incrociata], che porta alla deposizione di proteine cerebrali aggregate. Ha anche proposto che le proteine amiloidi prodotte dal microbiota causano l'attivazione delle cellule immunitarie nell'intestino, con il risultato di una maggiore infiammazione nel cervello.
La ricerca, finanziata dalla The Michael J. Fox Foundation, ha coinvolto la somministrazione ai topi di ceppi batterici di E.coli che producono la proteina amiloide batterica curli. Gli animali di controllo hanno ricevuto batteri identici che mancavano della capacità di produrre la proteina amiloide batterica. I ratti alimentati con organismi che producono curli hanno mostrato un aumento dei livelli di AS nell'intestino e nel cervello e una maggiore aggregazione cerebrale rispetto ai ratti esposti all'E.coli non producente la proteina amiloide batterica. I ratti esposti al curli hanno anche dimostrato più infiammazione cerebrale.
Risultati simili sono stati osservati in un esperimento correlato in cui dei nematodi (Caenorhabditis elegans) che erano stati alimentati con E.coli produttore di curli hanno mostrato un aumento dei livelli di aggregati AS rispetto ai nematodi non esposti all'amiloide batterica. Questo studio collaborativo è stato eseguito da un gruppo di ricerca guidato dal neuroscienziato Shu G. Chen PhD della Case Western Reserve University.
La nuova comprensione del ruolo potenziale dei batteri intestinali nelle neurodegenerazioni potrebbe portare i ricercatori più vicino a scoprire i fattori responsabili dell'avvio di queste malattie e, infine, allo sviluppo di misure preventive e terapeutiche.
"Questi nuovi studi in due diversi tipi di animali mostrano che le proteine prodotte dai batteri che albergano nell'intestino possono essere un fattore di avvio del processo di malattia dell'Alzheimer, della SLA e del Parkinson", ha detto Friedland. "Questo è importante perché la maggior parte dei casi di queste malattie non sono causate da geni, e l'intestino è la nostra esposizione ambientale più importante. Inoltre, abbiamo molte opzioni terapeutiche potenziali per influenzare le popolazioni batteriche nel naso, bocca e intestino".
Fonte: University of Louisville (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Shu G. Chen, Vilius Stribinskis, Madhavi J. Rane, Donald R. Demuth, Evelyne Gozal, Andrew M. Roberts, Rekha Jagadapillai, Ruolan Liu, Kyonghwan Choe, Bhooma Shivakumar, Francheska Son, Shunying Jin, Richard Kerber, Anthony Adame, Eliezer Masliah, Robert P. Friedland. Exposure to the Functional Bacterial Amyloid Protein Curli Enhances Alpha-Synuclein Aggregation in Aged Fischer 344 Rats and Caenorhabditis elegans. Scientific Reports, 2016; 6: 34477 DOI: 10.1038/srep34477
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