Come un’infezione intestinale può produrre sintomi cronici

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Immagine, lungo il bordo dell’intestino tenue, i neuroni (verdi) appaiono in prossimità della molecola infiammatoria Nlrp6 (rosa). CreditoLaboratory of Mucosal Immunology

A volte la fine di un’infezione intestinale è solo l’inizio di di una serie di problemi. Tra coloro che contraggono la diarrea del viaggiatore, ad esempio, pochi sfortunati continuano a sviluppare la sindrome dell’intestino irritabile (IBS), un’infiammazione cronica del tratto intestinale.

Gli scienziati non sono sicuri di come ciò accada, ma alcuni pensano che un’infezione possa contribuire all’IBS danneggiando il sistema nervoso intestinale. Un nuovo studio della Rockefeller Uniniversity esamina da vicino perché i neuroni nell’intestino muoiono e come il sistema immunitario li protegge normalmente.

Condotti con i topi, gli esperimenti descritti recentemente in Cell , offrono informazioni sull’IBS e potrebbero indicare potenziali nuovi approcci terapeutici.

Tenere sotto controllo l’infiammazione

In un intestino sano, il sistema immunitario deve trovare un attento equilibrio tra la risposta alle minacce e il controllo di quella risposta per evitare danni.

L’infiammazione aiuta l’intestino a scongiurare un’infezione, ma troppa infiammazione può causare danni permanenti”, afferma Daniel Mucida, Professore associato e capo del Laboratory of Mucosal Immunology. Il nostro lavoro esplora i complessi meccanismi che impediscono alle risposte infiammatorie di distruggere i neuroni”.

Per comprendere gli effetti di un’infezione sul sistema nervoso, Mucida e i suoi colleghi hanno somministrato ai topi una forma indebolita di Salmonella, un batterio che provoca intossicazione alimentare e hanno analizzato i neuroni all’interno dell’intestino. Hanno scoperto che l’infezione ha indotto una riduzione duratura dei neuroni, un effetto che hanno attribuito al fatto che queste cellule esprimono due geni, Nlrp6 e Caspase 11, che possono contribuire a un tipo specifico di risposta infiammatoria.

Questa risposta, a sua volta, può spingere le cellule a subire una forma di morte cellulare programmata. Quando i ricercatori hanno manipolato i topi per eliminare questi geni specificamente nei neuroni, hanno visto una riduzione della diminuzione del numero di neuroni.

“Questo meccanismo di morte cellulare è stato documentato in altri tipi di cellule, ma mai prima di ora, nei neuroni”, afferma Fanny Matheis, uno studente laureato del  laboratorio di Mucida. “Crediamo che questi neuroni intestinali possano essere i soli a morire in questo modo”.

Macrofagi in soccorso

Non è ancora chiaro esattamente come l’infiammazione induca i neuroni a suicidarsi, ma gli scienziati hanno già indizi che suggeriscono che si potrebbe interferire con questo processo. La chiave può essere una serie specializzata di cellule immunitarie intestinali, note come macrofagi.

Precedenti lavori nel laboratorio di Mucida hanno dimostrato che queste cellule esprimono geni antinfiammatori e collaborano con i neuroni per mantenere il cibo in movimento attraverso il tratto digestivo. Se questi neuroni muoiono, come accade in un’infezione, un possibile risultato è la costipazione, uno dei numerosi sintomi spiacevoli della IBS. In un recente rapporto, il team ha dimostrato come i macrofagi vengono in aiuto dei neuroni durante un’infezione, migliorando questo aspetto del disturbo.

Gli esperimenti hanno rivelato che i macrofagi possiedono un certo tipo di molecola recettoriale che riceve segnali di stress rilasciati da un altro set di neuroni in risposta a un’infezione. Una volta attivato, questo recettore richiede ai macrofagi di produrre molecole chiamate poliammine, che secondo gli scienziati potrebbero interferire con il processo di morte cellulare.

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Tornare alla normalità

In altri esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che l’infezione da Salmonella altera la comunità di microbi all’interno dell’intestino dei topi e quando hanno ripristinato la flora intestinale degli animali alla normalità, i neuroni si sono ripresi.

“Usando ciò che abbiamo appreso sui macrofagi, si potrebbe pensare alle strategie per interrompere il processo infiammatorio che uccide i neuroni”, afferma Paul Muller, un ricercatore post-dottorato del laboratorio.

Ad esempio, si potrebbero sviluppare trattamenti migliori per la IBS che funzionano aumentando la produzione di poliammina, forse attraverso la dieta o ripristinando le comunità microbiche intestinali. Poiché anche le risposte allo stress a breve termine sembrano avere un effetto protettivo, Muller pensa che possa anche essere utile indirizzare quel sistema.

Fonte, Cell