Pubblicato online sulla rivista Science il 25 luglio, lo studio mostra che i topi sani hanno un sacco di Clostridia – una classe di 20-30 batteri – ma quelli con un sistema immunitario compromesso perdono questi microbi dal loro intestino con l’età. Anche quando alimentato una dieta sana, i topi inevitabilmente diventano obesi. Dare questa classe di microbi indietro a questi animali ha permesso loro di rimanere sottile.
June Round, Ph.D., un professore associato di patologia a U di U salute, è l’autore co-senior dello studio insieme a U di U salute ricerca assistente professore W. Zac Stephens, Ph.D. Charisse Petersen, Ph.D., uno studente laureato all’epoca, ha guidato la ricerca.
“Ora che abbiamo trovato i batteri minimi responsabili di questo effetto dimagrante, abbiamo il potenziale per capire davvero cosa stanno facendo gli organismi e se hanno valore terapeutico”, dice Round.
I risultati di questo studio stanno già puntando in quella direzione. Petersen e colleghi hanno scoperto che Clostridia impedisce l’aumento di peso bloccando la capacità dell’intestino di assorbire il grasso. Topi sperimentalmente trattati in modo che Clostridia erano gli unici batteri che vivono nel loro intestino erano più magri con meno grasso di topi che non avevano microbioma a tutti. Avevano anche livelli più bassi di un gene, CD36, che regola l’assorbimento del corpo di acidi grassi.
Queste intuizioni potrebbero portare a un approccio terapeutico, dice Round, con vantaggi rispetto ai trapianti fecali e probiotici che ora sono ampiamente studiati come modi per ripristinare un microbiota sano. Terapie come queste, che si basano sul trasferimento del microbioma vivente nell’intestino, non funzionerà per tutti a causa delle differenze nella dieta e altri fattori che influenzano quali batteri possono sopravvivere e prosperare.
Lo studio attuale ha trovato che una o più molecole prodotte da Clostridia impedito l’intestino di assorbire il grasso. Il prossimo passo è quello di isolare queste molecole e caratterizzare ulteriormente il loro funzionamento per determinare se potrebbero ispirare trattamenti mirati per l’obesità, il diabete di tipo 2 e altri disturbi metabolici correlati.
“Questi batteri si sono evoluti per vivere con noi e beneficiarci”, dice Petersen. “Abbiamo molto da imparare da loro.”
Una buona difesa è la migliore offesa
Scoprire che i topi con un sistema immunitario compromesso non potevano fare a meno di diventare obesi è stata una scoperta che quasi non è avvenuta. La serendipità ha portato Petersen in laboratorio al momento giusto per vedere che i topi ingegnerizzati geneticamente senza myd88, un gene centrale per la risposta immunitaria, erano “grassi come frittelle”. Aveva lasciato invecchiare i roditori più a lungo del solito, rivelando un legame non apprezzato tra immunità e obesità.
Ancora, l’osservazione non rispondeva alla domanda perché gli animali diventassero sovrappeso.
Sulla base di ricerche precedenti che aveva condotto nel laboratorio Round, sospettava che il microbioma fosse coinvolto. Aveva contribuito a dimostrare che un ruolo del sistema immunitario è quello di mantenere l’equilibrio tra la vasta gamma di batteri nell’intestino. L’indebolimento delle difese del corpo può indurre alcune specie batteriche a dominare su altre. A volte, lo spostamento ha un impatto negativo sulla salute.
Seguendo una logica simile, Petersen e colleghi hanno determinato che l’obesità osservata nei topi immunocompromessi deriva dal fallimento del sistema di difesa del corpo per riconoscere adeguatamente i batteri. Questi topi hanno prodotto un minor numero di anticorpi che normalmente si agganciano al microbioma come missili a caccia di bersagli. Questo cambiamento ha reso l’intestino meno ospitale per Clostridia, portando a più assorbimento di grasso e aumento di peso eccessivo. Nel corso del tempo, i topi hanno anche sviluppato segni di diabete di tipo 2.
Round sottolinea che la ricerca da altri hanno dimostrato che le persone che sono obese similarmente mancano di Clostridi, rispecchiando la situazione in questi topi. Ci sono anche alcune indicazioni che le persone che sono obese o hanno il diabete di tipo 2 possono avere una risposta immunitaria non ottimale. La speranza è che la comprensione di queste connessioni fornirà nuove intuizioni nella prevenzione e nel trattamento di queste condizioni di salute pervasive.
“Ci siamo imbattuti in un aspetto relativamente inesplorato del diabete di tipo 2 e dell’obesità”, dice Round. “Questo lavoro aprirà nuove indagini su come la risposta immunitaria regola il microbioma e la malattia metabolica”.