Uno studio guidato dal dr. Quintana della Harvard Medical School di Boston, selezionato dalla Progressive MS Alliance, mostra come sia possibile modulare l'infiammazione nel sistema nervoso attraverso la dieta e l'azione dei batteri intestinali

Un controllo che parte dall'intestino e arriva fino al sistema nervoso centrale. È ciò che mette in luce un lavoro appena pubblicato sulle pagine di Nature che mostra come i prodotti dei batteri intestinali derivati dalla dieta possono modulare le risposte infiammatorie nel sistema nervoso centrale. A guidare lo studio è Francisco J. Quintana del Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School di Boston, ricercatore a capo di uno dei tre progetti selezionati dal Bando Collaborative Network della Progressive MS Alliance, alleanza internazionale nata per affrontare le forme progressive della Sclerosi Multipla (SM) di cui AISM è membro e fondatore.

Come ricorda Hartmut Wekerle del Max Planck Institute of Neurobiology e dell'Institute of Clinical Neuroimmunology (LMU Monaco) in una news pubblicata sullo stesso numero della rivista, non è la prima volta che i ricercatori portano in luce un legame tra i batteri intestinali e il sistema nervoso centrale. Sono già note infatti alcune vie molecolari che permettono alle due regioni di parlarsi (e influenzarsi) a distanza. Solo lo scorso anno, per esempio, uno studio realizzato con sostegno di AISM e della sua Fondazione (FISM) mostrava una correlazione tra microbiota intestinale e attività del sistema immunitario e della malattia in persone con SM recidivante-remittente. Oggi lo studio di Quintana e colleghi aggiunge un pezzo importante alla comprensione del funzionamento di questo asse intestino-cervello, aprendo le porte in futuro a nuove strategie nella lotta contro le malattie neurodegenerative, specialmente quelle a base autoimmunitaria e infiammatoria, come la sclerosi multipla. Strategie che possano comprendere anche approcci capaci di influenzare la flora batterica e di agire così indirettamente tramite questa sul sistema nervoso centrale.

Lo studio pubblicato su Nature mette in luce i processi infiammatori che avvengono nel sistema nervoso centrale e illustra quali sono i meccanismi in grado di influenzarli. In particolare i ricercatori si sono concentrati su una proteina - AHR (aryl hydrocarbon receptor) già nota in passato per avere un ruolo immunoregolatorio – coinvolta nella progressione della encefalomielite autoimmune (Experimental autoimmune encephalomyelitis EAE), una malattia in cui il sistema immunitario attacca le cellule del sistema nervoso centrale, utilizzata per questo come modello sperimentale della sclerosi multipla. AHR è particolarmente espressa in alcune cellule della glia, le cellule non neuronali che costituiscono il sistema nervoso centrale. Cosa accade se la sua attività viene bloccata?

Per capirlo i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti su modelli animali con EAE, osservando che quando l'attività di AHR nelle cellule della microglia è bloccata i sintomi della malattia peggiorano e il danno neuronale aumenta. Un processo che, raccontano Quintana e colleghi, chiama in causa alcuni mediatori molecolari prodotti dalla microglia e che possono aiutare ad accendere o spegnere l'infiammazione agendo a loro volta sugli astrociti, altre cellule che compongono la glia. I ricercatori hanno inoltre osservato che è possibile regolare l'azione dell'AHR da remoto: attraverso i metaboliti prodotti a partire dal triptofano, un amminoacido. Diete ricche di triptofano riuscivano infatti a migliorare i sintomi della malattia in topi con EAE, ma non riuscivano a farlo negli animali in cui AHR era stata eliminata. Questo perché i prodotti del triptofano modulano l'infiammazione attraverso l'azione che esercitano su questa proteina. Alcuni dei meccanismi molecolari osservati negli animali sono stati osservati in parte anche su campioni cellulari umani, anche provenienti da persone con SM, aggiungono i ricercatori.

«Quanto abbiamo osservato porta in luce un aspetto dell'asse intestino-cervello in cui i prodotti derivanti dal triptofano assunto attraverso la dieta e controllati dalla flora intestinale agiscono direttamente sulla microglia e gli astrociti presenti nel sistema nervoso centrale limitando l'infiammazione e la neurodegenerazione attraverso l'azione della proteina AHR», riassumono gli autori in chiusura del paper. E questo, azzardano, potrebbe guidare in futuro lo sviluppo di nuove terapie per la sclerosi multipla e altre malattie neurologiche: agendo sui meccanismi molecolari identificati come target o modulando le stesse risposte infiammatorie indirettamente dall'intestino, spiega anche Wekerle.

Come si augura anche Alan Thompson, Chair del Scientific Steering Committee della International Progressive MS Alliance e decano della facoltà di Brain Sciences presso lo University College di Londra: «È incoraggiante avere questi importanti risultati preliminari sull'asse intestino-cervello da uno dei tre Collaborative Networks lanciati e finanziati attraverso l'International Progressive MS Alliance. Questi risultati sono appena l'inizio di quello che ci aspettiamo come un grande progresso verso la comprensione dei meccanismi alla base della malattia e verso la scoperta di nuovi trattamenti per le persone che convivono con le forme progressive della SM».

Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites.
Nature. 2018 May;557(7707):724-728. doi: 10.1038/s41586-018-0119-x. Epub 2018 May 16.
Rothhammer V, Borucki DM, Tjon EC, Takenaka MC, Chao CC, Ardura-Fabregat A, de Lima KA, Gutiérrez-Vázquez C, Hewson P, Staszewski O, Blain M, Healy L, Neziraj T, Borio M, Wheeler M, Dragin LL, Laplaud DA, Antel J, Alvarez JI, Prinz M, Quintana FJ.