Il microbiota
Con il termine microbiota (Figura 1) si indicano i microbi commensali che popolano il nostro intestino. Ma non sono lì per caso! Hanno, infatti, delle funzioni molto importanti: in particolar modo, si occupano della nostra nutrizione e ci proteggono dalla colonizzazione da parte di altri patogeni. Queste sono le funzioni alla base della sopravvivenza dell’organismo ospite, ma oltre questo influenzano lo stato del sistema immunitario, la vascolarizzazione e il comportamento.
Microbiota e influenze ambientali
La composizione del microbiota sembra essere differente da individuo a individuo, perché questa dipende, in gran parte, da fattori ambientali: modalità di trasmissione durante la nascita, allattamento al seno, infezioni alimentari e alimentazione.
Concentriamoci su questi ultimi due!
Differenti studi hanno evidenziato come alimentazione e infezioni siano due fattori importanti nella variabilità del microbiota. Si è, anche, visto che dopo esposizione a questi due fattori, il microbiota tenda a tornare alla composizione precedente, seppur con qualche cambiamento in termini di perdita microbica.
La genetica ha un ruolo nella variabilità del microbiota?
Non sono solo i fattori ambientali ad avere un ruolo chiave nella variabilità del microbiota, ma è importante anche la genetica dell’ospite. Un esempio di questo è stato riscontrato da alcuni studiosi nella maggiore somiglianza del microbiota tra gemelli identici rispetto ai gemelli non identici.
Questo ha portato gli studiosi dell’Università di Chicago a chiedersi quali meccanismi riconducibili alla genetica dell’ospite siano implicati nella variabilità del microbiota e in che misura lo influenzino.
Il modello animale
Trovare una risposta a questa domanda tramite studi sull’uomo non è semplice, per cui i ricercatori hanno utilizzato come modello i topi.
Anche il modello animale ha però presentato dei problemi dovuti a due effetti: “effetto gabbia” e “effetto eredità”. Questi si verificano in due casi: utilizzo di uno stesso alloggiamento per gli animali o utilizzo di un’unica cucciolata.
Questi hanno effetti negativi sul risultato finale.
Lo studio
Per evitare i due effetti sopra citati, i ricercatori hanno pensato di utilizzare topi privi di germi, ma geneticamente distinti, in cui inserire un “microbiota input”, ottenuto da topi allevati in modo tradizionale. Questo ha evidenziato come i polimorfismi genetici dell’ospite riescano a modellare il microbiota (Figura 2).
Figura 2 – Nell’immagine è rappresentato graficamente il risultato dell’esperimento sul modello animale. Da uno stesso microbiota input trasferito a topi geneticamente differenti, si ottiene una progenie con microbiota differente.
I risultati sono stati valutati sulla progenie dei topi che avevano ricevuto il microbiota dopo 8 settimane dalla nascita. Questo ha permesso, quindi, di tener conto di alcuni fattori, quali la gravidanza, la prima infanzia, l’esposizione a latte e cibi solidi.
Analisi dei risultati
I ricercatori hanno valutato, in primo luogo, in che misura il microbiota input influisca sui topi colonizzati e, successivamente, hanno verificato se la presenza di alcuni microbi specifici potesse essere ricondotta alla genetica degli ospiti.
Probabilmente, il sistema immunitario ha un ruolo chiave nella variabilità del microbioma
Il ruolo del sistema immunitario
Il sistema immunitario ha un ruolo molto importante negli organismi, poiché si occupa della loro protezione. Questo avviene grazie a immunità innata e adattativa (Figura 3). La prima comprende i meccanismi innati che fungono da prima barriera verso gli agenti patogeni con cui l’organismo entra in contatto. La seconda si sviluppa man mano che l’organismo entra in contatto con i diversi agenti patogeni, di cui conserverà memoria, per agire più prontamente in caso di infezioni future.
Secondo gli autori, probabilmente, è il sistema immunitario il responsabile della variabilità del microbioma. A seconda, infatti, di come i microbi commensali vengono rilevati dal sistema immunitario si avrà la colonizzazione da parte di famiglie batteriche piuttosto che di altre.
In particolar modo, è l’immunità innata ad avere gli effetti maggiori!
Probabilmente, in futuro, questa scoperta potrà essere la base per ulteriori studi riguardo i meccanismi genetici che entrano in gioco nella simbiosi ospite-commensale.
Emanuela Pasculli
Fonti
- Khan, Aly A., et al. “Polymorphic Immune Mechanisms Regulate Commensal Repertoire.” Cell Reports 29.3 (2019): 541-550.
- “Microbiome Influenced by Genetic Differences in Immune System” (16 ottobre 2019), estrapolato da https://www.genengnews.com/uncategorized/microbiome-influenced-by-genetic-difference-in-immune-system/
