Ricerche

L'amiloide prodotto dai batteri commensali può causare cambiamenti nel ripiegamento delle proteine e nella neuroinfiammazione del sistema nervoso centrale, attraverso il sistema nervoso autonomo (in particolare il nervo vago), il nervo trigemino nella bocca e la nasofaringe, e l'intestino (inclusi bocca, esofago, stomaco e intestino), così come attraverso i recettori olfattivi nella volta del naso.

La ricerca negli ultimi due decenni ha rivelato che gli organismi microbici nell'intestino influenzano la salute e la malattia in molti modi, in particolare in relazione alla funzione immunitaria, al metabolismo e alla resistenza alle infezioni. Recenti studi hanno dimostrato che i microbi intestinali possono anche causare o aggravare il Parkinson, il morbo di Alzheimer e altre condizioni neurodegenerative.

Robert P. Friedland MD, professore di neurologia dell'Università di Louisville e Matthew R. Chapman PhD, professore all'Università del Michigan, hanno proposto un nuovo termine per descrivere un'interazione tra il microbioma intestinale e il cervello in un articolo pubblicato ieri su PLOS Pathogens.

Friedland e Chapman propongono il termine «mapranosi» per il processo mediante il quale le proteine ​​amiloidi prodotte dai microbi (batteri, funghi e altri) alterano la struttura delle proteine ​​(proteopatia) e enfatizzano l'infiammazione nel sistema nervoso, iniziando o aumentando la malattia cerebrale. Il termine deriva da Microbiota Associated PRotepathy And Neuroinfiammation + osis (un processo).

Friedland spera che dare un nome al processo possa facilitare la sua consapevolezza, così come la ricerca che può portare a opportunità terapeutiche. "È cruciale definire i modi in cui i batteri intestinali e gli altri organismi interagiscono con l'ospitante per creare malattie, in quanto vi sono molti modi in cui il microbioma può essere alterato per influenzare la salute", ha detto Friedland.

La ricerca sulla moltitudine di microbi che popolano il corpo umano si è notevolmente ampliata negli ultimi anni. L'analisi genomica ha iniziato a rivelare la piena diversità di batteri, virus, funghi, archeobatteri e parassiti che vivono nel e sul corpo, la maggior parte di essi nell'intestino. Ancora più di recente, i ricercatori hanno iniziato a esplorare in che modo le proteine ​​e altri metaboliti prodotti dai microbi che abitano nell'intestino influenzano le funzioni in altre parti del corpo, incluso il cervello. Tuttavia, non abbiamo ancora una piena comprensione di come funzionano questi sistemi. La relazione tra il microbioma e il cervello è stata definita «asse intestino-cervello».

Sappiamo che l'aggregazione di proteine ​​amiloidi misfolded [mal ripiegate], strutture prodotte dai neuroni nel cervello, sono associate alle neurodegenerazioni e a condizioni come l'Alzheimer, il Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA).

"E' ben noto che i modelli di misfolding amiloide delle proteine ​​neuronali sono coinvolti nelle malattie cerebrali legate all'età. Studi recenti suggeriscono che strutture proteiche simili, prodotte dai batteri intestinali, chiamate amiloide batterico, potrebbero essere coinvolte nell'iniziazione dei processi neurodegenerativi nel cervello", ha detto Friedland. "Gli amiloidi batterici sono prodotti da una vasta gamma di microbi che popolano il tratto gastrointestinale, inclusa la bocca".

In una ricerca pubblicata nel 2016 su Scientific Reports, Friedland e colleghi hanno dimostrato che quando i microbi di E. coli nell'intestino di ratti e vermi (nematodi) producevano amiloide mal ripiegata, anche l'amiloide prodotta nel cervello e nell'intestino degli animali era ripiegata male, un processo chiamato semina-incrociata [cross-seeding].

"Il nostro lavoro suggerisce che i nostri commensali partner microbici producono proteine ​​amiloidi extracellulari funzionali, che interagiscono con le proteine ​​ospitanti attraverso la semina-incrociata della errata ripiegatura amiloide e attivano la neuroinfiammazione nel cervello", ha detto Friedland.

Nell'articolo di oggi, Friedland e Chapman affrontano anche altri fattori relativi al microbioma e ai suoi prodotti e come influenzano i disturbi neurodegenerativi:

1. Il microbioma modula (migliora) i processi immunitari in tutto il corpo, incluso il sistema nervoso centrale.
2. Il microbioma può indurre tossicità ossidativa (radicali liberi) e infiammazione correlata, che contribuisce alla neurodegenerazione.
3. I metaboliti prodotti dal microbioma possono essere sia benefici (supporto alla salute) che dannosi (patogeni).
4. La genetica ospitante influenza le popolazioni di microbioma, dimostrando che l'asse intestino-cervello è bidirezionale.

Friedland ritiene che ulteriori ricerche in questo campo possano portare a terapie per queste malattie neurodegenerative, che stanno aumentando di prevalenza e per le quali esistono pochi trattamenti efficaci.