Cancro del colon-retto: il ruolo dei batteri butirrato-produttori

Il cancro del colon-retto è una neoplasia che si genera nei tessuti del colon e del retto, le ultime due parti dell’apparato digerente. Ampiamente diffuso nel mondo occidentale, viene considerato un serio tumore ma, grazie a prevenzione, screening e trattamenti sempre più efficaci il grado di mortalità legato a questo cancro è in diminuzione.

Numerosi studi sono stati incentrati sul ruolo dei batteri butirrato-produttori che fanno parte del microbiota intestinale, i quali danno un indispensabile contributo nel ridurre la massa tumorale a livello dell’intestino.

Origini del cancro al colon-retto

L’intestino è l’organo deputato a completare i processi digestivi del cibo iniziati nello stomaco e permette l’assorbimento delle sue componenti.

Il colon (Fig. 1) rappresenta l’ultimo tratto nel quale ha luogo l’assorbimento di acqua, sali, componenti della bile e altro. E’ costituito da colon ascendente (che dalla parte inferiore destra dell’addome risale verso l’alto), colon trasverso (che attraversa da destra a sinistra la parte superiore dell’addome) e colon discendente (che scende verso il basso lungo la parte sinistra dell’addome). L’ultimo tratto del colon si congiunge direttamene con il retto, la parte finale dell’intestino che immagazzina le feci, in modo da permetterne una fuoriuscita regolata attraverso l’ano.

Il colon fa parte dell'intestino crasso, è lungo circa 1,5-1,8 m ed è formato da colon ascendente, colon trasverso, colon discendente e colon sigmoideo.
Figura 1 – Il colon fa parte dell’intestino crasso, è lungo circa 1,5-1,8 m ed è formato da colon ascendente, colon trasverso, colon discendente e colon sigmoideo.

Le cellule intestinali, come la maggior parte delle cellule dell’organismo, possono subire continue modificazioni nel corso del loro differenziamento; tali modificazioni possono renderle potenzialmente dannose per l’organismo stesso. Infatti il sistema immunitario risponde eliminandole. Tuttavia, se una di queste cellule non dovesse essere eliminata, potrebbe duplicarsi incontrollatamente originando una massa costituita da altrettante cellule capaci di eludere le difese del sistema immunitario. Ecco che si origina una massa tumorale (o neoplasia).

Il cancro del colon-retto è causato proprio dall’aumento incontrollato delle cellule della mucosa (il rivestimento interno della parete intestinale). Nel 95% dei casi circa il tumore così formatosi è definito adenocarcinoma. Solitamente può svilupparsi in qualsiasi tratto del colon-retto, ma nel 70% dei casi si esplica nel colon ascendente e colon trasverso.

Incidenza e fattori di rischio

In Italia, ogni anno, sono circa 53.000 le nuove diagnosi di tumore del colon-retto. È una delle neoplasie a più elevata incidenza nel mondo occidentale e rappresenta il 9,4% circa di tutti i tumori negli uomini e il 10,1% nelle donne. L’incidenza aumenta notevolmente con l’aumentare dell’età. Infatti è stato stimato che circa il 90% dei soggetti con tumore al colon-retto ha un’età superiore ai 50 anni. Inoltre, i soggetti con una predisposizione ereditaria tendono a sviluppare la malattia in età più giovane.

I fattori di rischio per lo sviluppo della patologia sono vari:

  • età: l’aumento dell’età aumenta il rischio di incidenza tumorale.
  • stile di vita: i fattori dietetici, sovrappeso/obesità, ridotta attività fisica e fumo sono componenti che incidono notevolmente. Infatti secondo alcuni studi i rischi sembrano connessi a consumi eccessivi di carni rosse e insaccati, farine e zuccheri raffinati, grassi saturi, e bevande alcoliche e a introiti molto ridotti di frutta e verdura, calcio, vitamina D.
  • patologie infiammatorie croniche intestinali.
  • fattori genetici: è possibile ereditare la predisposizione ad ammalarsi di tumore del colon-retto se nella famiglia d’origine si sono manifestate malattie come le poliposi adenomatose ereditarie (tra cui l’adenomatosi poliposa familiare, o FAP, la sindrome di Gardner e quella di Turcot) e il carcinoma ereditario del colon-retto su base non poliposica.

Batteri butirrato-produttori

Secondo un interessante studio condotto dai ricercatori italiani e pubblicato su Nature Microbiology, alcuni ceppi batterici che vivono nel microbiota intestinale hanno la funzione di “frenare” lo sviluppo dei tumori intestinali, tra cui il tumore al colon-retto.

Il microbiota intestinale è l’insieme delle popolazioni di batteri che normalmente vivono nell’intestino ed incide in diversi modi sulla malattia, in alcuni casi favorendone l’insorgenza e la progressione e in altri contrastandola. I cambiamenti nel microbiota e della composizione del muco sono concomitanti con la tumorigenesi. 

Lo studio

Sono stati identificato due ceppi batterici antitumorali del microbiota: Faecalibaculum rodentium PB1 (Fig. 2) e il suo omologo umano, Holdemanella biformis, appartenenti alla famiglia delle Erysipelotrichaceae, in grado di bloccare la proliferazione delle cellule tumorali. Dunque hanno proprietà antitumorali, nonostante la loro espressione sia ridotta nelle fasi iniziali della carcinogenesi. Entrambi i ceppi sono in grado di produrre acidi grassi a catena corta, specialmente butirrato, che contribuiscono a controllare l’acetilazione delle proteine ​​e la proliferazione delle cellule tumorali.

Figura 2 - Faecalibaculum rodentium
Figura 2 – Faecalibaculum rodentium

Lo sviluppo del cancro comporta una trasformazione delle cellule epiteliali con conseguente alterata produzione di mucina, la principale componente del muco fisiologico, e creazione di un ambiente non favorevole F. rodentium PB1.

Correlazione tra butirrato e tumore

I batteri butirrato-produttori effettuano una fermentazione acido-butirrica, con produzione di butirrato come prodotto secondario del loro metabolismo. Questo acido grasso a catena corta si può ottenere fermentando prodotti derivati del latte o da cibi ricchi in fibre assunti attraverso l’alimentazione.

Il butirrato agisce su tre meccanismi:

  • incremento dell’apoptosi delle cellule potenzialmente cancerogene;
  • incremento del differenziamento cellulare;
  • diminuzione dell’attività proliferativa delle cellule dell’epitelio intestinale.

Una cospicua produzione di butirrato a livello intestinale determina un aumento dell’acetilazione istonica con conseguente riduzione della massa tumorale. Infatti questo acido grasso inibisce l’azione dell’enzima istone deacetilasi (che elimina i gruppi acetile a livello degli istoni, determinando una diminuzione del grado di acetilazione istonico). L’enzima, quando attivo, inibisce due geni, Fas e P21, implicati rispettivamente nell’aumento dell’apoptosi e nella inibizione della proliferazione cellulare. Laddove la concentrazione di butirrato sia elevata, ci sarà un elevato livello di acetilazione istonica. Di conseguenza, essendo inibito l’enzima, vi saranno elevati livelli di espressione di Fas e P21. Dunque, aumenteranno i livelli di apoptosi e di inibizione della proliferazione cellulare, eventi importanti per ridurre la massa tumorale.

In relazione a ciò che è stato osservato, questi batteri possono essere importanti alleati nella lotta contro specifici tumori. Sulla base di queste promettenti osservazioni, date le analogie con F. rodentium PB1, monitorare H. biformis nell’uomo potrebbe rappresentare una valida alternativa diagnostico-terapeutica per il tumore al colon-retto.

Anna Maria Musto

Fonti

  • E. Zagato, C. Pozzi, A. Bertocchi, T. Schioppa, F. Saccheri, S. Guglietta, B. Fosso, L. Melocchi, G. Nizzoli, J. Troisi, M.Marzano, B. Oresta, I. Spadoni, K. Atarashi, S. Carloni, S. Arioli, G. Fornasa, F. Asnicar, N. Segata, S. Guglielmetti, K. Honda, G. Pesole, W. Vermi, G. Penna, M. Rescigno, “Endogenous murine microbiota member Faecalibaculum rodentium and its human homologue protect from intestinal tumour growth“. Nature Microbiology, 2020.
  • https://www.airc.it/cancro/informazioni-tumori/guida-ai-tumori/tumore-colon-retto

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