Lo studio pubblicato su Science Advances, da ricercatori della University of Glasgow, è ancora a livello di ricerca ma può rappresentare una pietra miliare nelle conoscenze del rapporto tra intestino e cervello (Gut-Brain-Axis) di cui tanto si discute negli ultimi anni. Questi ricercatori hanno identificato due nuovi metaboliti, 3M-4-TMAB e 4-TMAP, strutturalmente analoghi della carnitina, prodotti dal microbiota intestinale. Sarebbero in grado di raggiungere il cervello e influenzarne alcune funzioni cerebrali. Siamo ancora ad osservazioni su animali di laboratorio ma potrebbero fare da apripista verso nuovi trattamenti in patologie devastanti come Alzheimer, Parkinson, depressione.

Due metaboliti prodotti dal microbiota

La carnitina è una sostanza naturale presente nei tessuti.

È coinvolta in diversi processi, quello più noto è il trasporto gli acidi grassi all'interno dei mitocondri, le centrali energetiche delle cellule, dove vengono convertiti in energia. Adesso una ricerca condotta all’Università di Glasgow, ha identificato due metaboliti, chimicamente simili alla carnitina, 3M-4-TMAB (3-metil-4-(trimetilammonio)butanoato) e 4-TMAP (4-(trimetilammonio)pentanoato), prodotti da batteri del microbiota intestinale.

Questi due metaboliti sembrano vadano ad interferire con alcune funzioni biologiche della carnitina, sia a livello intestinale che a livello cerebrale. Nei topi di laboratorio, infatti, questi metaboliti sono stati trovati nel cervello, insieme alla carnitina.

Uno degli autori di questa ricerca, Dόnal Wall, pubblicata su Science Advances, ritiene che queste molecole siano state prodotte da batteri normalmente presenti nell’intestino e che, una volta assorbiti, possono raggiungere il cervello.

Da tempo si moltiplicano le ricerche sul cosiddetto “asse intestino-cervello” (Gut-Brain-Axis), secondo la teoria che a livello intestinale possano generarsi dei metaboliti che poi, assorbiti in circolo, raggiungono il cervello influenzandone alcune attività.

La comprensione di questi meccanismi, a giudizio dei ricercatori, potrebbe essere sfruttata per il trattamento di diverse malattie neurologiche come sclerosi multipla, morbo di Parkinson, autismo e morbo di Alzheimer.

Questa ricerca potrebbe aiutare la comprensione delle relazioni esistenti tra microbiota intestinale e alcune disfunzioni cerebrali.

Un ulteriore tassello in un mosaico dove mancano molti pezzi prima di poter immaginare nuovi approcci terapeutici.

Qualche dettaglio in più

Per poter individuare le molecole presenti nel cervello i ricercatori hanno usato tecniche MSI (Mass Spectrometry Imaging). Entrambi i metaboliti hanno lo stesso peso molecolare (160,133) e la spettrometria di massa è la tecnologia più adatta per questa indagine, grazie al MALDI/MSI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) e al DESI/MSI (Desorption ElectroSpray Ionization).

Usando topi germ-free”, ovvero senza batteri nell'intestino, a parità di tutte le altre condizioni, i due metaboliti (3M-4-TMAB e 4-TMAP) non si formavano. Questa è la dimostrazione che queste sostanze vengono prodotte dal microbiota intestinale.

Andando a identificare i vari batteri che albergano normalmente l’intestino, i ricercatori hanno isolato alcuni batteri commensali anaerobici della famiglia delle Lachnospiraceae (Clostridiales) come le specie responsabili della produzione dei due metaboliti.

Carnitina e metaboliti sono stati trovati nella sostanza bianca (o materia bianca, per analogia a quella grigia) del cervello, quell'insieme di fibre nervose mieliniche (ascendenti e discendenti) che mettono in collegamento il midollo spinale con l’encefalo (materia grigia), favorendo lo scambio di informazioni tra le varie aree della materia grigia. La sostanza bianca comprende anche cellule della glia (oligodendrociti e astrociti) ed è vascolarizzata.

Il fatto che sostanze prodotte da batteri intestinali, e che possono antagonizzare delle funzioni biologiche della carnitina, siano stati rilevate in una zona del cervello così importante per molteplici funzioni ma anche sito di alcune patologie nervose, rende i risultati di questa ricerca estremamente importanti. E potranno fare da apripista verso nuove ricerche e nuove scoperte.

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