Metionina-immagine credit public domain.
La metionina è un aminoacido essenziale solforato fondamentale per l’organismo, che non essendo in grado di sintetizzarlo deve assumerlo tramite la dieta (carne, uova, pesce, soia). È il primo amminoacido nella sintesi proteica e nel codice genetico (codone AUG), contribuendo alla salute di pelle, capelli e fegato, grazie anche alla sua azione antiossidante.
Non appena ci si ferisce, che si tratti di una padella bollente o di un’influenza, si inizia un percorso unico, caratterizzato da sintomi variabili, verso la guarigione o la morte. Questo percorso è chiamato traiettoria della malattia e varia da persona a persona in base alla storia clinica, al sesso, all’età e a molti altri fattori. La scienziata del Salk, Janelle Ayres, PhD, ha trascorso decenni a svelare i modi in cui il corpo dirige questo percorso: perché alcuni si ammalano e muoiono mentre altri restano illesi, e quali metodi potrebbero essere utilizzati per modificare le traiettorie di malattia e morte in quelle di salute e sopravvivenza.
Per molti, nell’ambito di diverse infezioni e lesioni, l’infiammazione è la causa ultima di una traiettoria discendente verso la morte. Mentre l’infiammazione svolge un’importante funzione protettiva, facendo suonare l’allarme e reclutando le cellule immunitarie, un’infiammazione eccessiva può portare a danni ai tessuti e persino alla morte. L’infiammazione è quindi un’arma a doppio taglio: un’arma potente contro gli intrusi, ma un altrettanto potente generatore di danni corporei se non adeguatamente regolata.
Poiché le infezioni sono tra i principali fattori scatenanti del danno indotto dall’infiammazione, il team del Salk ha utilizzato un modello murino di infezione per scoprire che l’integrazione alimentare dell’amminoacido metionina proteggeva i topi infetti dal deperimento correlato all’infiammazione, dalla disfunzione della barriera emato-encefalica e dalla morte. La metionina otteneva tutto questo aumentando la filtrazione renale, rivelando un ruolo sottovalutato che i reni svolgono nel percorso di guarigione dall’infezione alla guarigione.
“Il nostro studio indica che piccole differenze biologiche, inclusi i fattori dietetici, possono avere effetti significativi sull’esito della malattia. La nostra scoperta di un meccanismo renale che limita l’infiammazione, insieme agli effetti protettivi dell’integrazione di metionina nei topi, indica il potenziale della nutrizione come intervento medico basato su meccanismi, in grado di indirizzare e ottimizzare i percorsi adottati dalle persone in risposta agli insulti che causano la malattia”, dice Janelle Ayres, PhD, autrice senior, professoressa e titolare della cattedra Salk Institute Legacy presso Salk, nonché ricercatrice presso l’Hughes Medical Institute.
Cos’è l’infiammazione?
L’infiammazione è la risposta del sistema immunitario a qualsiasi invasore. Che si tratti di un agente patogeno interno o di una scheggia nel dito, le cellule immunitarie si precipitano sul posto per facilitare il processo di guarigione. Quando queste cellule immunitarie arrivano, amplificano i segnali d’allarme dell’invasore utilizzando proteine chiamate citochine pro-infiammatorie.
Trovare un equilibrio tra un’infiammazione eccessiva e una insufficiente è un compito arduo. La ricerca su questo equilibrio si è concentrata principalmente sul modo in cui il sistema immunitario attiva e disattiva le sue risposte infiammatorie. Il team di Ayres sta spostando l’attenzione da questi meccanismi binari di attivazione/disattivazione allo studio di come l’organismo attiva o disattiva la risposta immunitaria attraverso il rilascio e l’accumulo di citochine pro-infiammatorie.
“In molti casi, le citochine pro-infiammatorie sono alla fine la causa principale di malattia e morte”, afferma la prima autrice Katia Troha, PhD, ricercatrice post-dottorato nel laboratorio di Ayres. “Il sistema immunitario deve bilanciare l’infiammazione per attaccare l’invasore senza danneggiare le cellule sane dell’organismo. Il nostro compito è scoprire i meccanismi che utilizza per farlo, in modo da poterli indirizzare verso il miglioramento della prognosi dei pazienti”.
In che modo la funzionalità renale può contribuire a ridurre l’infiammazione?
Per comprendere come l’organismo regoli i livelli di citochine, i ricercatori hanno utilizzato un modello murino di infiammazione sistemica indotta dal patogeno Yersinia pseudotuberculosis. La prima cosa che hanno notato è stata che i topi infetti non mangiavano molto, segno di probabili cambiamenti metabolici. Per analizzare lo stato nutrizionale, i ricercatori hanno analizzato i livelli di aminoacidi circolanti, che sono i mattoni delle proteine che supportano la salute cellulare in tutto il corpo.
I topi infetti mostravano bassi livelli di metionina, un amminoacido essenziale presente nella nostra dieta quotidiana. Incuriosito, Troha decise di nutrire un nuovo gruppo di topi con cibo arricchito di metionina e, sorprendentemente, questi topi risultarono protetti dall’infezione.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che la metionina riduceva i livelli di citochine circolanti collaborando con un alleato sorprendente: i reni. La metionina aumentava la capacità di filtrazione dei reni, migliorando il flusso sanguigno e aiutando l’organismo a espellere le citochine pro-infiammatorie attraverso l’urina. È importante sottolineare che questo effetto metionina-rene eliminava le citochine in eccesso senza ostacolare altri aspetti chiave della risposta immunitaria.
Curiosi di scoprire se l’effetto della metionina fosse presente anche in altre condizioni, i ricercatori hanno esaminato anche modelli di sepsi e danno renale. Hanno scoperto che la metionina aveva un effetto protettivo anche per questi topi, a conferma del fatto che potrebbe essere uno strumento utile in altri contesti di malattie infiammatorie.
I cambiamenti nella dieta possono migliorare le prestazioni renali?
Integrando la loro dieta con metionina, gli scienziati del Salk sono riusciti a indurre nei topi infetti traiettorie della malattia completamente diverse. L’amminoacido ha potenziato la funzionalità renale degli animali e li ha protetti da deperimento, disfunzione della barriera emato-encefalica e morte, senza ostacolare la capacità del loro organismo di combattere e uccidere la Yersinia pseudotuberculosis.
E i modelli di sepsi e danno renale mostrano che questi effetti si estendono anche ad altre infezioni e condizioni infiammatorie, rendendo la metionina uno strumento potenzialmente utile per il trattamento delle malattie infettive, in particolare nei casi di malattia o insufficienza renale, o per i pazienti sottoposti a dialisi.
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“I nostri risultati si aggiungono a un crescente numero di prove che dimostrano come gli elementi alimentari comuni possano essere utilizzati come medicina“, afferma Ayres. “Studiando questi meccanismi protettivi di base, riveliamo nuovi e sorprendenti modi per indirizzare gli individui destinati a sviluppare malattie e morire verso percorsi di salute e sopravvivenza. Un giorno, potrebbe essere possibile che qualcosa di semplice come un integratore a cena faccia la differenza tra la vita e la morte di un paziente“.
Sebbene i risultati siano promettenti, i ricercatori sottolineano che l’efficacia sugli esseri umani deve ancora essere testata: nessuno dovrebbe affrettarsi ad assumere integratori di metionina per il momento. Studi di follow-up esploreranno i meccanismi d’azione della metionina, se altri amminoacidi abbiano effetti simili o complementari e come tutto ciò possa essere applicato agli esseri umani.
Altri autori includono Shrikaar Kambhampati, Arianna Insenga e Christian Metallo di Salk.