Il microbioma intestinale come fattore chiave nello sviluppo delle malattie neurodegenerative

Le malattie neurodegenerative (NDD), per le quali non esistono cure note e le cui cause rimangono poco chiare, causano danni irreversibili al cervello e al sistema nervoso. La ricerca su queste malattie si è generalmente concentrata sul cervello, ma studi condotti sui topi negli ultimi anni hanno suggerito che anche il microbioma svolga un ruolo nell'insorgenza e nella progressione di alcune NDD.

"Questi risultati suggeriscono che il microbioma intestinale svolge un ruolo importante nell'insorgenza e nella progressione di almeno alcune malattie neurodegenerative", ha affermato Chris Ellis, ricercatore principale di un team multi-istituzionale di microbiologi di Netellis, dell'Università del Tennessee a Knoxville e dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill.

All'ASM Microbe, il congresso annuale dell'American Society for Microbiology, questi ricercatori hanno presentato un nuovo collegamento tra un metabolita prodotto dai microbi intestinali e tre malattie neurodegenerative (NDD) negli esseri umani. La loro analisi suggerisce che il metabolita DHPS (2,3-diidrossipropan-1-solfonato) potrebbe contribuire a rispondere a domande chiave su come le vie metaboliche dello zolfo possano collegare il microbioma a queste patologie.

La DHPS non era mai stata rilevata in precedenza negli esseri umani e i ricercatori hanno osservato che i metaboliti prodotti dai microbi intestinali nei pazienti affetti da NDD potrebbero offrire indizi preziosi per una migliore comprensione, che potrebbe portare a migliori strumenti diagnostici o persino a trattamenti.

In studi precedenti, gli scienziati hanno scoperto che i trapianti fecali possono attenuare la progressione simile all'Alzheimer nei topi e quando i trapianti fecali di persone affette dalla malattia vengono somministrati ai topi, gli animali manifestano problemi di memoria.

I ricercatori hanno condotto un nuovo studio per determinare i profili batterici e metabolici distintivi del microbioma intestinale in persone a cui è stata diagnosticata una delle tre malattie non trasmissibili (NDD): sclerosi laterale amiotrofica (SLA), morbo di Alzheimer (AD) e morbo di Parkinson (MP). Per ottenere dati precoci sulla malattia, hanno raccolto campioni di feci da pazienti diagnosticati durante le loro prime due visite specialistiche e hanno confrontato i risultati di questi campioni con quelli raccolti da individui sani.

La loro analisi ha identificato 19 biomarcatori metabolici di neurodegenerazione in tutti e tre i gruppi con disturbo neurodegenerativo (NDD); hanno inoltre individuato 20 marcatori specifici per la SLA, 16 marcatori specifici per l'Alzheimer e nove marcatori specifici per il Parkinson. Questi biomarcatori comuni includevano metaboliti associati alla disomeostasi nelle vie metaboliche dello zolfo.

Inoltre, in tutti e tre i gruppi di malattie, hanno trovato associazioni con i taxa batterici Bilophila e Desulfovibrio, che svolgono un ruolo nella sintesi e degradazione del DHPS. L'aumento dei livelli di Bilophila era coerente con l'osservazione che i pazienti con AD, SLA e PD presentavano meno DHPS nei loro campioni di feci rispetto ai soggetti sani.

La Bilophila può degradare il DHPS in idrogeno solforato, e l'accumulo di idrogeno solforato è associato a disfunzione mitocondriale, notoriamente coinvolta nello sviluppo del disturbo neurodegenerativo (NDD). L'idrogeno solforato è associato a noti segni distintivi del disturbo neurodegenerativo (NDD), tra cui infiammazione, stress ossidativo e disbiosi intestinale.

Gli autori hanno suggerito che il nuovo studio evidenzia il DHPS come un "anello mancante" nella nostra attuale comprensione dei meccanismi che collegano l'NDD al metabolismo dello zolfo, alla disfunzione mitocondriale e alla neuroinfiammazione.