Medicina
Illustrazioni di Bryan Christie
L’importanza
della flora
batterica per
la salute umana
I ricercatori che studiano i batteri benefici che vivono
all’interno di ciascuno di noi stanno iniziando
a capire chi è che comanda: noi o i microbi?
di Jennifer Ackerman
Jennifer Ackerman, saggista, è specializzata in arggomenti scientifici.
Ha scritto, tra gli altri, Ah-choo! The Uncommon Life of your Common Cold (Twelve, 2010).
più che umano
Ehi, non è
che ti avanza un gene?
Mani soccorritrici: il numero dei geni distribuiti tra i batteri benefici che vivono sulla pelle degli
esseri umani e dentro di essi supera di molto quello dei geni che ereditiamo dai nostri genitori.
I ricercatori stanno arrivando a capire più in dettaglio quali di questi geni microbici sono vantaggiosi per l’ospite umano, e in che modo.
U
n tempo i biologi pensavano agli esseri umani come a isole, fisiologicamente parlando, capaci di regolare autonomamente il proprio funzionamento interno. Il nostro corpo produceva tutti gli enzimi necessari a degradare il cibo e usarne le sostanze nutrienti per alimentare e riparare tessuti e organi. Segnali provenienti dai nostri
tessuti dettavano stati corporei come fame o sazietà. Le cellule specializzate del nostro sistema immunitario imparavano da sole a riconoscere e attaccare i meccanismi patogeni pericolosi, risparmiando al tempo stesso i nostri tessuti.
Nell’ultima decina d’anni, però, i ricercatori hanno dimostrato
che il corpo umano non è un’isola autosufficiente. Somiglia di più
a un ecosistema complesso – una rete sociale – contenente trilioni di batteri e di altri microrganismi che abitano sulla nostra pelle, nell’area genitale, nella bocca e, in particolar modo, nell’intestino. In realtà, la maggior parte delle cellule del corpo umano non
è affatto umana: le cellule batteriche superano quelle umane di
10 volte. In più, questa variegata comunità microbica e i geni che
contiene, chiamata collettivamente microbioma, non rappresenta
un pericolo ma dà contributi vitali a processi fisiologici essenziali;
dalla digestione alla crescita, all’autodifesa.
Altro che autonomia dell’uomo!
I biologi hanno fatto buoni progressi nel caratterizzare le specie
microbiche maggiormente presenti nel corpo, e hanno cominciato
a identificarne gli effetti specifici. Si stanno quindi scoprendo cose nuove sul funzionamento del nostro corpo e sul perché malattie
moderne come obesità e disturbi autoimmuni siano in aumento.
Tutti per uno
Quando si pensa a microbi nel corpo, in genere si pensa ai
patogeni. In effetti, i ricercatori si sono a lungo concentrati soltanto sui germi dannosi ignorando la possibile importanza di quelli
benigni. Il motivo, sostiene Sarkis K. Mazmanian, biologo del California Institute of Technology, è il nostro modo distorto di vedere
il mondo. «Ci ha ostacolato il nostro narcisismo: tendevamo a pensare di avere tutte le funzioni necessarie per star bene», dice. «Ma
il semplice fatto che i microbi vengano da fuori, e che continuiamo ad acquisirne per tutta la vita, non significa che siano una parte meno fondamentale di noi».
In effetti, tutti gli esseri umani hanno un microbioma fin da piccolissimi. Ogni individuo acquisisce la sua personale comunità di
Utili amici
commensali dall’ambiente che ha intorno. Poiché l’utero di norma
non contiene batteri, generalmente i neonati cominciano la propria
vita come esseri sterili e unici. Ma già passando attraverso il canale del parto acquisiscono qualcuna delle cellule commensali della mamma, che poi prendono a moltiplicarsi. L’allattamento al seno e le coccole degli orgogliosi genitori, più nonni, fratelli e sorelle,
amici – per non dire dei normali contatti con lenzuola, coperte o
animali da compagnia – contribuiscono ad allargare rapidamente
questo serraglio di microbi. Entro la tarda infanzia il nostro corpo
ospita già uno dei più complessi ecosistemi microbici del pianeta.
Più o meno negli ultimi cinque anni gli scienziati hanno cominciato a caratterizzare la natura di questo ecosistema. È un lavoro diabolicamente difficile. Le cellule batteriche dell’intestino,
per esempio, si sono evolute per crescere nell’ambiente affollato e
privo di ossigeno del tratto digerente, quindi molte specie non sopravvivono bene nelle capsule di Petri in cui si cerca di coltivarle.
I ricercatori hanno però aggirato il problema studiando le istruzioni genetiche, i filamenti di DNA e di RNA che si trovano nel microrganismo, invece della cellula microbica intera. Dato che DNA
e RNA possono essere manipolati nel normale ambiente ossigenato del laboratorio, è possibile prendere campioni microbici dal corpo, estrarne il materiale genomico e analizzare i risultati.
Si è così scoperto che ogni specie di batterio commensale ha la
sua firma, la sua particolare versione di un gene (il gene per l’RNA
ribosomiale 16S) in cui è codificata una particolare molecola di
RNA che si trova nei ribosomi, le macchine con cui la cellula fabbrica le proteine. Determinando la sequenza di questo gene gli
scienziati stanno realizzando un catalogo dell’intero microbioma
umano. In questo modo è possibile capire quali specie esistano nei
nostri corpi, e come l’esatta combinazione di specie può essere diversa da una persona all’altra.
Essere umano:
20.000-25.000 geni
Microbioma intestinale:
3,3 milioni di geni
58 Le Scienze
Alcuni di questi batteri hanno geni
in cui sono codificati composti
benefici che l’organismo non può
produrre da solo. Altri sembrano
addestrare il corpo a non reagire in
modo eccessivo ai pericoli esterni.
I progressi nei computer e nel
sequenziamento genico stanno
consentendo agli studiosi di redigere
un catalogo dettagliato di tutti i geni
batterici di cui è fatto questo
microbioma.
Purtroppo, l’involontaria
distruzione dei microbi benefici
dovuta, fra l’altro, all’uso degli
antibiotici, sta forse contribuendo
all’aumento di disturbi autoimmuni
e obesità.
528 agosto 2012
Fonte: Elinor Ackerman
In breve
Nel corpo, le cellule batteriche
sono 10 volte più numerose di quelle
umane. Solo di recente si sono
cominciati a chiarire i ruoli benefici di
questi microrganismi nel promuovere
la salute.
se i microbiomi di persone diverse variano nettamente nei rapporti numerici e nelle specie che
ne fanno parte, la maggior parte degli individui
condivide un nucleo essenziale di batteri utili,
che possono derivare da specie diverse. Anche
i batteri più benefici possono però provocare
gravi malattie, se finiscono dove non dovrebbero; per esempio nel sangue (dove provocano
setticemia) o nel tessuto connettivo tra gli organi dell’addome (dove provocano peritoniti).
Il passo successivo è analizzare altri geni rinvenuti nella comunità microbica per determinare quali di essi sono attivi negli esseri umani e quali funzioni svolgono. Di nuovo, anche questo è chiedere davvero molto, dato il gran numero di specie e il fatto che i
geni si mischiano tutti fra loro durante il procedimento di estrazione. Determinare se un certo gene batterico sia attivo (o espresso) nel corpo è una cosa relativamente diretta; ricostruire a quale
specie appartenga no. Per fortuna lo sviluppo di computer sempre
più potenti e di sequenziatori genici ultraveloci nel primo decennio di questo secolo ha fatto di quello che un tempo sarebbe stato
un compito di ordinamento e analisi impossibile soltanto un lavoro molto complicato.
Due diversi gruppi di scienziati, uno negli Stati Uniti e l’altro in
Europa, hanno messo a frutto questa nuova tecnologia per enumerare i geni batterici contenuti nel corpo umano. All’inizio del
2010 il gruppo europeo ha pubblicato il suo censimento dei geni microbici presenti nel sistema digerente umano – 3,3 milioni di
geni (da oltre 1000 specie) – circa 150 volte i 20.000-25.000 geni
del genoma umano.
La ricerca sulla natura del microbioma umano ha prodotto molte sorprese: non ci sono due persone in cui sia identico, per esempio, neppure i gemelli monozigoti. Questa scoperta potrebbe contribuire a chiarire il mistero che ci ha posto il Progetto Genoma
Umano, confermando che il DNA delle persone di tutto il mondo
è identico per oltre il 99,9 per cento. Il nostro destino individuale, per quel che riguarda la salute, ma forse persino qualcuna delle
nostre azioni, potrebbe avere molto più a che fare con le variazioni dei geni presenti nel nostro microbioma che dei nostri. E anche
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Il primo indizio che alcuni batteri potevano
farci del bene si è avuto decenni fa, nelle ricerche dedicate alla digestione e alla produzione di
vitamine nell’apparato digerente degli animali.
Negli anni ottanta i ricercatori avevano ormai
imparato che i tessuti umani hanno bisogno, fra
l’altro, di vitamina B12 per la produzione cellulare di energia, la sintesi del DNA e la fabbricazione degli acidi grassi, e avevano determinato che solo i batteri sintetizzano gli enzimi
necessari a produrre questa vitamina partendo
da zero. Inoltre gli scienziati sanno da anni che
i batteri intestinali degradano certi componenti del cibo che altrimenti sarebbero indigeribili e uscirebbero dal corpo inutilizzati. Solo negli
ultimissimi anni, però, si sono scoperti i dettagli più succosi: due specie commensali, in particolare, hanno ruoli di grande rilevanza sia nella digestione che nella regolazione dell’appetito.
L’esempio forse più importante di batterio
utile ha un nome pieno di lettere dell’alfabeto greco, un po’ come certi circoli studenteschi delle università americane. Bacteroides thetaiotaomicron è un grande mangiatore di carboidrati, capace
di spezzare i grossi e complessi carboidrati che si trovano in molti cibi vegetali in glucosio e altri zuccheri piccoli e semplici, di facile digestione. Il genoma umano manca della maggior parte dei geni
necessari a fabbricare gli enzimi che degradano questi carboidrati
complessi. B. thetaiotaomicron ha invece geni in cui sono codificati
oltre 260 enzimi capaci di digerire materiale vegetale, dando così
agli esseri umani un modo per estrarre nutrienti con efficienza, fra
l’altro, da arance, mele, patate e germe di grano.
Affascinanti dettagli sul modo in cui B. thetaiotaomicron interagisce con il suo ospite e lo sostenta vengono dallo studio di topi
allevati in ambiente completamente sterile (quindi privi di microbioma) e poi esposti solo a questo particolare ceppo di microbi. Nel
2005 ricercatori della Washington University di St. Louis hanno riferito che B. thetaiotaomicron sopravvive consumando carboidrati
complessi detti polisaccaridi. I batteri fermentano questi composti,
generando acidi grassi a catena corta (essenzialmente, le loro feci), che poi i topi sono in grado di usare. In questo modo i batteri
consentono il recupero di calorie da tipi di carboidrati normalmente indigeribili, come le fibre dietetiche della crusca d’avena. (Anzi,
i roditori completamente privi di batteri devono mangiare il 30 per
cento di calorie in più di quelli che hanno un microbioma intatto
per ottenere lo stesso aumento di peso).
Lo studio del microbioma è giunto anche a riabilitare
parzialmente la reputazione di un batterio patogeno, Helicobacter
pylori. Additato negli anni ottanta da due medici australiani, Barry
Le Scienze 59
d o v e s i t r o va n o i m i c r o b i c h e v i v o n o n e l n o s t r o c o r p o
Neisseria
sicca
Specie diverse per motivi diversi
Bocca, faringe, sistema respiratorio
Streptococcus
viridans
Vari tipi di microbi si trovano ovunque, sopra e dentro il corpo umano. La loro presenza mantiene in buona salute l’ospite, anche ostacolando l’accesso al corpo dei microrganismi che provocano malattie. Parecchie specie, come Bacteroides fragilis, svolgono anche specifiche funzioni utili, contribuendo fra l’altro allo
sviluppo e alla maturazione del sistema immunitario.
Candida
albicans
1 Le cellule immunitarie dette cellule
Streptococcus
salivarius
Pityrosporum
ovale
Staphylococcus
epidermidis
dendritiche raccolgono una
molecola detta polisaccaride A (PSA)
dalle cellule di B. fragilis e la
presentano alle cellule T
indifferenziate.
B. fragilis
Corynebacterium
jeikeium
Polisaccaride
A (PSA)
fabbricato da
B. fragilis
Trichosporon
Staphylococcus
haemolyticus
Cellula
dendritica
Pelle
Cellula T
indifferenziata
Stomaco
Helicobacter
pylori
Cellule T di
regolazione
Intestino
Streptococcus
thermophilus
Lactobacilli
reuteri
2 I frammenti di PSA stimolano le
Intestino
Lactobacillus
casei
Escherichia
coli
Lactobacillus
gasseri
Bacteroides
thetaiotaomicron
Ureaplasma
parvum
Trattourogenitale
Le Scienze
528 agosto 2012
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Area
infiammata
Cellule T
pro-infiammatorie
Il contributo di una specie batterica
Corynebacterium
aurimucosum
60 cellule T indifferenziate a
divenire cellule T di
regolazione, che a loro volta
producono citochine e altri
fattori biologici che attenuano
gli sforzi aggressivi delle cellule
T pro-infiammatorie.
Studi su topi allevati in condizioni di sterilità rivelano che il batterio B. fragilis è
esenziale nel mantenere la salute dell’intestino. In un esperimento, i topi privi
di germi cui era stato dato un ceppo di B. fragilis che produce il carboidrato
complesso detto polisaccaride A (PSA) non hanno sviluppato infiammazione
dell’intestino, mentre quelli che avevano ricevuto un ceppo che non produce
PSA avevano sviluppato un’infiammazione cronica dell’intestino. I ricercatori
hanno mostrato che la presenza di PSA stimola lo sviluppo di cellule T di
regolazione che a loro volta «spengono» le cellule T pro-infiammatorie.
Le Scienze 61
Fonte: Warren Strober. Inside the Microbial and Immune Labyrinth: Gut Microbes: Friends or Fiends? «Nature
Medicine», vol. 16; 2010 (studio su Fragilis)
Bacteroides
fragilis
Marshall e Robin Warren come agente causale dell’ulcera peptica, ni nel loro microbioma intestinale, e che questo potrebbe contribui­
H. pylori è uno dei pochi batteri che sembrano prosperare nell’am- re a spiegare l’aumento dei livelli di obesità infantile. Secondo lui, i
biente acido dello stomaco. Si sapeva da tempo che l’uso conti- vari batteri del microbioma possono influenzare la differenziazionuato dei cosiddetti farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) ne di certe classi di cellule staminali del corpo, relativamente poco
era causa frequente di ulcere peptiche, ma la scoperta che a questa specializzate, in grasso, muscolo o osso. Dare antibiotici così presto
condizione contribuivano i batteri fu una novità importante. Dopo nella vita ed eliminare così certe specie microbiche, sostiene, interla scoperta di Marshall è diventato pratica comune trattare le ulce- ferisce con i normali processi di segnalazione, causando una sovrare peptiche con antibiotici. Il risultato è stato che il tasso di ulcere produzione di cellule adipose.
È possibile che la perdita accelerata di H. pylori e altri batteri del
indotte da H. pylori è sceso di oltre il 50 per cento.
Però le cose non sono così semplici, dice Martin Blaser, pro- microbioma umano, insieme alle tendenze sociali in corso – come
fessore di medicina interna e microbiologia all’Università di New la facile disponibilità di cibo ad alto contenuto calorico e il contiYork, che studia H. pylori da 25 anni. «Come tutti, ho comincia- nuo declino del lavoro manuale – sia sufficiente a far pendere la bito a lavorare su H. pylori come semplice batterio patogeno», dice. lancia verso un’epidemia globale di obesità? «Non sappiamo se sarà
«Ci ho messo anni a rendermi conto che invece è un commensale». una parte piccola o grossa della storia dell’obesità – dice lo scienNel 1988 Blaser e colleghi hanno pubblicato uno studio secondo il ziato – ma io scommetto che non è una cosa banale».
Secondo Blaser l’ampio uso degli antibiotici non è l’unico colquale nella maggior parte delle persone H. pylori è benefico perché
aiuta il corpo a regolare i livelli di acidità dello stomaco, creando pevole degli sconvolgimenti senza precedenti che sta subendo il
microbioma umano. Vi hanno contribuito anun ambiente adatto sia a se stesso che all’ospiche altri grandi cambiamenti dell’ecologia umate. Se lo stomaco produce troppo acido perché
Nella maggior
na verificatisi nello scorso secolo. Lo spettacolail batterio possa prosperare, per esempio, i ceppi
parte delle
re incremento degli ultimi decenni nel numero di
del microbo che contengono il gene detto cagA
parti cesarei limita ovviamente il trasferimento
prendono a produrre proteine che segnalano alpersone
nel canale del parto degli importantissimi ceppi
lo stomaco di far calare il flusso dell’acido. Nelle
Helicobacter
provenienti dalla madre. (Negli Stati Uniti oltre il
persone suscettibili, però, cagA ha un effetto collaterale indesiderato e provoca le ulcere a cui H.
pylori è benefico 30 per cento dei neonati viene al mondo per parto cesareo, e in Cina – il paese della regola di un
pylori deve la sua cattiva fama.
perché aiuta il
solo figlio per coppia – l’intervento è praticato
Dieci anni fa Blaser pubblicò uno studio da
cui risultava che H. pylori svolge un altro compicorpo a regolare per quasi i due terzi delle nascite nelle aree urbaLe dimensioni più ridotte delle famiglie, un
to, oltre a regolare l’acidità. È noto che lo stomai livelli di acidità ne.)
po’ in tutto il mondo, significano meno fratellini,
co produce due ormoni che agiscono sull’appetifonte primaria di materiale microbico per i più
to: la grelina, che dice al cervello che il corpo ha
dello stomaco
piccoli nella prima infanzia. Anche l’acqua pulita
bisogno di mangiare, e la leptina, che – fra l’altro – segnala che lo stomaco è pieno, e non c’è bisogno di altro ci- – che ha salvato innumerevoli milioni di vite – ha un impatto sul
bo. «Quando ci svegliamo affamati la mattina è perché i livelli di microbioma umano, e riduce la varietà dei batteri cui siamo espogrelina sono alti», dice Blaser. «L’ormone ci sta dicendo di mangia- sti. Il risultato finale è che sempre più persone nascono e crescono
re qualcosa. Dopo colazione, la grelina cala». Gli scienziati parlano in un mondo microbico che si impoverisce sempre di più.
di calo postprandiale.
In uno studio pubblicato l’anno scorso, Blaser e colleghi hanno Un delicato equilibrio
osservato ciò che accade ai livelli di grelina prima e dopo un pasto
Come illustrano gli studi ancora in corso su B. thetaiotaomicron
in persone con e senza H. pylori. I risultati sono stati chiari: «Chi ha e H. pylori, anche le domande più elementari su che cosa facciaH. pylori ha un declino postprandiale della grelina, che scompare no queste specie batteriche nel corpo trovano risposte complicate.
se si elimina H. pylori», dice. «Il significato, a priori, è che H. pylori Se facciamo ancora un passo e ci chiediamo in che modo risponda
è coinvolto nella regolazione della grelina», e dunque dell’appetito. il corpo alla presenza di tutte queste cellule estranee, la complessità
Come questo avvenga è ancora largamente un mistero. Lo studio di si fa ancora maggiore. Intanto, la concezione tradizionale del modo
92 ex militari ha mostrato che chi era stato trattato con antibiotici in cui il sistema immunitario distingue tra le cellule proprie del corper eliminare H. pylori aumentava di peso più di chi non era infet- po (il cosiddetto self), e quelle geneticamente diverse (non-self), fa
tato, forse perché i loro livelli di grelina restavano alti anche quan- pensare che le nostre difese molecolari dovrebbero essere costantedo avrebbero dovuto diminuire, facendoli sentire affamati per più mente in guerra contro questa miriade di intrusi. Come mai gli intetempo e quindi facendoli mangiare troppo.
stini non siano il terreno di un maggior numero di battaglie campaDue o tre generazioni fa, più dell’80 per cento degli americani li tra il sistema immunitario umano e i trilioni di batteri ivi presenti
ospitava questo microbo. Oggi negli Stati Uniti meno del 6 per cen- è uno dei grandi misteri ancora irrisolti dell’immunologia.
to dei bambini risulta positivo al relativo test. «Abbiamo un’intera
I pochi indizi aprono spiragli stimolanti e frustranti insieme sul
generazione di bambini che sta crescendo senza H. pylori a rego- modo in cui si mantiene questo equilibrio tra microbioma e cellulare la grelina gastrica», dice Blaser. In più, i bambini ripetutamen- le immunitarie umane, equilibrio che si è calibrato nel corso di cirte esposti ad alte dosi di antibiotici stanno probabilmente andan- ca 200.000 anni. Nel tempo, l’evoluzione del sistema immunitario
do incontro ad altri cambiamenti della loro costituzione microbica. ha portato a numerosi meccanismi di controllo e riequilibrio che
A 15 anni la maggior parte dei bambini statunitensi ha già subito in genere gli impediscono di essere troppo aggressivo (attaccando
molteplici cicli di trattamento con antibiotici per un’unica malattia, i propri stessi tessuti) o troppo permissivo (fallendo nel riconoscel’otite media, un’infezione dell’orecchio. Blaser ipotizza che que- re pericolosi patogeni). Per esempio le cellule T hanno un ruolo di
sto diffuso trattamento dei bambini piccoli abbia causato alterazio- grande rilievo nel riconoscere e attaccare gli invasori microbici del
corpo, così come nello scatenare i gonfiori, gli arrossamenti e l’in- Se ne impadronisce». Contrariamente a quanto fanno i patogeni,
nalzamento della temperatura tipici della risposta infiammatoria però, questo dirottamento non inibisce o riduce l’efficacia del nogenerale. Poco dopo aver spinto al massimo la produzione di que- stro sistema immunitario, ma contribuisce invece alla sua funste cellule T, però, il corpo comincia a produrre le cosiddette cellu- zione. Altri organismi, nota lo scienziato, potrebbero avere effetti
le T di regolazione, la cui principale attività sembra essere quella di analoghi sul sistema immunitario: «Questo è solo il primo esempio.
contrastare quella, pro-infiammatoria delle altre cellule T.
Ce ne sono indubbiamente molti altri da scoprire».
Normalmente le cellule T di regolazione entrano in azione priPurtroppo, in seguito ai cambiamenti di stile di vita dell’ultima che quelle pro-infiammatorie si scatenino eccessivamente. «Il mo secolo, B. fragilis, come H. pylori, sta scomparendo. «Quel che
problema è che molti dei meccanismi usati da queste cellule T pro- abbiamo fatto, come società, in un breve periodo, è stato cambiainfiammatorie per combattere l’infezione – come il rilascio di com- re completamente le nostre associazioni con il mondo microbico»,
posti tossici – finiscono per bombardare i nostri stessi tessuti», di- dice Mazmanian. «Nello sforzo di prendere le distanze dagli agence Mazmanian del Caltech. Per fortuna le cellule T di regolazione ti infettivi che causano malattie, probabilmente abbiamo cambiato
producono una proteina che trattiene le cellule T pro-infiammato- anche le nostre associazioni con gli organismi benefici. Le intenrie. L’effetto netto è di attenuare l’infiammazione e impedire che il zioni erano buone, ma c’è un prezzo da pagare».
sistema immunitario attacchi cellule e tessuti del corpo. Finché vi è
Nel caso di B. fragilis il prezzo potrebbe essere un significativa
un buon equilibrio tra le cellule T bellicose e quelle regolatrici, più crescita dei disturbi autoimmuni. Senza il polisaccaride A a segnatolleranti, il corpo rimane in buona salute.
lare al sistema immunitario di produrre altre cellule T di regolaPer anni i ricercatori hanno ritenuto che quezione, le cellule T aggressive cominciano ad atsto sistema di controlli incrociati fosse generato
taccare tutto ciò che capita loro a tiro, compresi
Nello sforzo di
interamente dal sistema immunitario. Ma, in un
i tessuti del corpo. Mazmanian sostiene che il recombattere gli
altro esempio di quanto poco possiamo controlcente aumento di sette o otto volte nella diffulare il nostro destino Mazmanian e altri stanno
agenti patogeni sione di disturbi autoimmuni come malattia di
cominciando a mostrare che un sistema immuCrohn, diabete di tipo I e sclerosi multipla è leabbiamo
nitario sano e maturo dipende dal costante ingato al declino dei microbi benefici. «Tutte queste
tervento di batteri benefici. «Va contro un dogmalattie hanno una componente genetica e una
cambiato
ma pensare che i batteri possano far funzionare
ambientale», dice Mazmanian. «Io ritengo che la
meglio il nostro sistema immunitario – dice – ma totalmente anche componente ambientale sia nel microbioma, e
il quadro si sta facendo molto chiaro: l’impulso
che i suoi cambiamenti stiano influenzando il nola nostra
dietro le caratteristiche del sistema immunitario
sistema immunitario». Le alterazioni microbiassociazione con stro
viene dai commensali».
che che accompagnano i cambiamenti del nostro
Mazmanian e il suo gruppo del Caltech han- i microbi benefici modo di vita – fra cui la diminuita presenza di
no scoperto che un comune microrganismo detB. fragilis e altri microbi antinfiammatori – dà
to Bacteroides fragilis, che si trova nel 70-80 per cento delle per- origine all’insufficiente sviluppo delle cellule T di regolazione. Nelle
sone, contribuisce a tenere in equilibrio il sistema immunitario persone geneticamente suscettibili, questa deviazione può condurre
rafforzandone le componenti anti-infiammatorie. La loro ricerca a disturbi autoimmuni e di altro tipo.
è partita dall’osservazione che i topi liberi da germi hanno sistemi
O almeno questa è l’ipotesi. A questo stadio della ricerca, le corimmunitari difettosi, con diminuita funzionalità delle cellule T re- relazioni negli esseri umani tra infezioni batteriche minori e augolatrici. Introducendo B. fragilis in questi topi, l’equilibrio tra cel- mento del tasso di disturbi autoimmuni sono soltanto questo, corlule T pro- e anti- infiammatorie si ristabiliva e il sistema immuni- relazioni. Come per la questione dell’obesità, dipanare cause ed
tario dei roditori funzionava normalmente.
effetti può essere difficile. O la perdita dei germi indigeni dell’uMa come? Nei primi anni novanta i ricercatori hanno comin- manità ha spinto in alto tassi di malattie autoimmuni e obesità, o
ciato a caratterizzare le molecole di numerosi zuccheri che sporgo- i crescenti livelli di queste malattie e disturbi hanno dato origine a
no dalla superficie di B. fragilis, e grazie ai quali il sistema immu- un clima sfavorevole per questi germi indigeni. Mazmanian è connitario ne riconosce la presenza. Nel 2005 Mazmanian e colleghi vinto che sia vera la prima ipotesi, cioè che i cambiamenti in corso
hanno mostrato che una di queste molecole, il polisaccaride A, nel microbioma intestinale stiano contribuendo significativamente
promuove la maturazione del sistema immunitario. In seguito, il all’aumento dei disturbi autoimmuni. Tuttavia, «l’onere della prova
suo laboratorio ha rivelato che il polisaccaride A segnala al siste- ricade su di noi, gli scienziati, che dobbiamo prendere queste corma immunitario di produrre un maggior numero di cellule T di re- relazioni e provare che c’è una causa e un effetto decifrandone il
golazione, che a loro volta dicono alle cellule T pro-infiammatorie meccanismo sottostante», dice Mazmanian. «Questo è il futuro del
di lasciare in pace il batterio. I ceppi di B. fragilis privi di polisac- nostro lavoro».
n
caride A semplicemente non sopravvivono nel rivestimento mucoso dell’intestino, dove le cellule del sistema immunitario li attaccaper approfondire
no come fossero microrganismi patogeni.
Nel 2011 Mazmanian e colleghi hanno pubblicato uno studio su Who Are We? Indigenous Microbes and the Ecology of Human Diseases. Blaser
«Science» in cui riportavano in dettaglio le vie metaboliche di que- M.J., in «EMBO Reports» Vol. 7, n. 10, pp. 956-960, ottobre 2006. www.ncbi.nlm.
nih.gov/pmc/articles/PMC1618379.
sto effetto: è la prima volta in cui è stato chiarito un simile camA Human Gut Microbial Gene Catalogue Established by Metagenomic
mino molecolare per un rapporto mutualistico tra un microbo e Sequencing. Qin J. e altri, in «Nature», Vol. 464, pp. 59-65, 4 marzo 2010.
un mammifero. «B. fragilis ha per noi un profondo effetto benefi- Has the Microbiota Played a Critical Role in the Evolution of the Adaptive
co che il nostro DNA per qualche ragione non ci dà», dice Mazma- Immune System? Lee Y.K. e Mazmanian S.K., in «Science», Vol. 330, pp. 1768nian. «Per molti aspetti, si serve del nostro sistema immunitario… 1773, 24 dicembre 2010. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3159383.
62 www.lescienze.it
Le Scienze
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Le Scienze 63
