Fibrosi cistica e disbiosi intestinale: è la mutazione del gene CTFR la causa di entrambe

Un recente studio italiano ha dimostrato come il microbiota intestinale alterato possa essere concausa della fibrosi cistica; in che modo? Per saperne di più leggiamo l’articolo

Fibrosi cistica: che cos’è?

La fibrosi cistica è una malattia genetica che colpisce più di 85.000 individui in tutto il mondo. Si tratta di un disturbo che interessa diversi sistemi, tra i quali quello respiratorio, digerente, riproduttivo e le ghiandole sudoripare, ovvero tutti quegli apparati che prevedono la secrezione di sostanze esocrine.

La causa della patologia si ritrova nella mutazione del gene CTFR che in condizioni normali produce una proteina localizzata sulla membrana delle cellule che rivestono dotti e cavità del nostro organismo, la quale forma un canale in grado di favorire il passaggio di cloro all’esterno della cellula, consentendo la secrezione di acqua. Di conseguenza, un suo cattivo funzionamento causa la disregolazione del trasporto di fluidi generando uno squilibro ionico e formazione di muco più denso che ostruisce l’apparato respiratorio, le vie aeree, l’apparato riproduttivo, il pancreas, il fegato e l’intestino; conseguentemente si manifestano continue infezioni, disturbi gastrointestinali e nutrizionali.

Figura 1. Rappresentazione del meccanismo patogenetico della fibrosi cistica

Questo squilibrio ionico disregola anche l’omeostasi intestinale, conducendo alla disbiosi, ovvero alla perdita di equilibrio fra i batteri che costituiscono il nostro microbiota. Inoltre, a livello intestinale, come conseguenza del difetto del gene CTFR si manifesta anche una ridotta secrezione di bicarbonato, causando una riduzione del pH intestinale, che, quindi, diventa più acido. In queste condizioni si verifica l’alterazione sia dell’assorbimento dei nutrienti, sia del sistema immunitario che supporta la crescita di batteri potenzialmente patogeni, ovvero dannosi per il nostro organismo.

Fibrosi cistica e microbiota: lo studio italiano

La recente ricerca multidisciplinare italiana ha coinvolto 31 bambini di età compresa fra 1 e 6 anni affetti da fibrosi cistica, confrontati con lo stesso numero di bambini sani; lo studio si è basato su dati di metagenomica e metabolomica, ovvero è stato analizzato l’intero corredo genetico valutandone le funzioni ed i metaboliti prodotti durante i diversi processi cellulari, per poi definire la composizione e le funzioni del microbiota dei bambini affetti da fibrosi cistica ed in che modo questo potesse interagire con il metabolismo dell’ospite.

Risultato? I bambini con fibrosi cistica nascono con un microbiota già alterato a causa del difetto della proteina CTFR, infatti, se spesso la disbiosi intestinale è conseguenza di uno stile di vita errato, dell’uso di antibiotici, di altre patologie, ecc., per la prima volta è stato visto come, in realtà, il microbiota intestinale alterato sia causato primariamente dal difetto genetico. Com’è possibile? Scendiamo nel pratico e rendiamolo più semplice anche con un’immagine.

È stato già detto che la perdita della funzione di CTFR causa la disidratazione del lume intestinale (la parte interna dell’intestino) e la ridotta secrezione di bicarbonato pancreatico con conseguente accumulo di muco nell’intestino dei bambini affetti da fibrosi cistica. Questa riduzione causa l’alterazione del trasporto di ioni creando un ambiente acido riducente, che promuove la selezione e la crescita di specie batteriche anaerobiche quali il Clostridium difficile e Clostridium propionibacterium che, a loro volta, producono alcoli, esteri e piridina in assenza di ossigeno. Nello stesso ambiente, invece, specie come Eggerthella lenta, Faecalibacterium prausnitzii e aldeidi, acidi, carboidrati e fenoli tendono a diminuire.

Figura 2. Patogenesi della disbiosi intestinale causata dal difetto di CTFR

Quindi, se le mutazioni di CTFR inibiscono il passaggio di ioni cloruro e acqua nella membrana apicale delle cellule epiteliali intestinale, si attiva la produzione di GABA (importante neurotrasmettitore di tipo inibitorio) in seguito alla decarbossilazione del glutammato da parte della glutammato decarbossilasi (GAD). Il motivo di questo meccanismo è visibile palesemente dall’immagine: se la proteina CTFR non consente la fuoriuscita di ioni cloro, ci pensa il recettore ionotropico del GABA, compensando e contribuendo alla regolazione dei fluidi. Inoltre, anche i livelli di colina fecale risultano abbondanti nei pazienti con fibrosi cistica, in quanto questa viene trasportata in seguito ad insufficienza di CTFR; pertanto questi livelli alterati possono influenzare l’omeostasi del plasma e la funzione intestinale, poichè la colina rappresenta un nutriente essenziale per la formazione della fosfatidilcolina della membrana cellulare, specialmente durante la proliferazione e la riparazione epiteliale, così come per la sintesi di lipoproteine ​​a densità molto bassa nel fegato; quindi i cambiamenti nell’assorbimento epiteliale della colina potrebbero avere conseguenze importanti per la crescita e il benessere dei pazienti con fibrosi cistica.

Per concludere, lo studio ha aperto nuove possibilità terapeutiche ritrovando il responsabile della disbiosi intestinale nei pazienti affetti da fibrosi cistica, pertanto un intervento da prendere in considerazione sarebbe quello di ripristinare l’equilibrio intestinale tramite la somministrazione di probiotici indispensabili ma carenti nei pazienti affetti, per eliminare sia i sintomi intestinali, sia la possibilità che le complicanze tramutino in tumori. Ancora una volta confermata l’importanza del microbiota intestinale e come la mancanza di equilibrio in questo (definita disbiosi) possa alterare diverse funzionalità organiche.

Rosanna Grosso

Fonte bibliografica:

Vernocchi P. et al. Gut microbiota signatures in cystic fibrosis: Loss of host CFTR function drives the microbiota enterophenotype. PLoS One. 2018; 13(12): e0208171.

Informazioni su Rosanna Grosso 20 Articoli
Laureata in scienze della nutrizione magistrale, abilitata alla professione di biologo nutrizionista. Appassionata di biologia, microbiologia, fisiopatologia ed affascinata dallo studio del microbioma, primo punto sul quale intervenire per la prevenzione di patologie metaboliche.

Commenta per primo

Rispondi