Polifenoli, antivirali grazie al microbioma

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Tutti hanno sentito parlare almeno una volta dei polifenoli come potenti antiossidanti nel contenimento dei radicali liberi. In pochi però ne conoscono le attività antivirali, dovute anche all’intervento del microbioma.

Desaminotirosina: un antivirale dal microbioma

La forza terapeutica dei polifenoli sembra essere legata al metabolismo di un batterio naturalmente presente nel nostro microbioma intestinale, Clostridium orbiscindens. Tale batterio scinde i polifenoli in un composto che mostra attività antivirale, la desaminotirosina.

Ashley Steed e collaboratori, della Washington University School of Medicine hanno isolato batteri dal microbioma fecale per valutare come questi agiscono nel metabolismo dei flavonoidi per la produzione di desaminotirosina (DAT). Nello studio, pubblicato su Science, i ricercatori hanno scoperto come la desaminotirosina derivi da un metabolismo di alcuni batteri “buoni” e riesca a proteggere l’organismo dalle influenze stagionali. 

Precedenti ricerche confermavano la relazione tra lo sviluppo dell’influenza e il ruolo del microbioma nell’aumento dei livelli di interferone di tipo 1 (INF-1).  Per questo motivo, i ricercatori si sono focalizzati sul ruolo della molecola INF-1 durante lo sviluppo del virus influenzale. 

Interferone umano
Fig. 1- Struttura molecolare di interferone umano

Il ruolo dell’interferone di tipo 1

L’interferone di tipo 1 è un’importante via di segnalazione del sistema immunitario in risposta ad un’infezione virale. I ricercatori hanno sviluppato uno studio in vivo prendendo in esame un gruppo di modelli murini Irgm1 -/-  che presentavano geneticamente elevati livelli di interferone di tipo 1, e topi con normali livelli di INF-1 come gruppo di controllo. 

Una volta inoculato il virus influenzale, i risultati non hanno sorpreso. Infatti, il gruppo di controllo presentava una mortalità pari al 50% rispetto al gruppo Irgm1-/-, per il quale mortalità e perdita di peso corporeo erano minime

In un secondo momento, i ricercatori hanno sequenziato RNA dal tessuto polmonare dei topi trattati. Citochine e chemochine erano molto più elevate nel gruppo di controllo rispetto ai modelli murini.

Questo picco deriva da una risposta immunitaria a gravi infezioni influenzali e coinvolge molecole tipiche dell’attivazione di processi infiammatori: TNF-alfa, interluchina- 10 ed interluchina-1.

Interferone, flavonoidi e microbioma

Confermata l’importanza della via di segnalazione di INF-1, i ricercatori hanno eseguito una mappatura dei metaboliti batterici che potessero in qualche modo influenzarne i livelli endogeni.

Tra questi metaboliti, il più attivo nella risposta virale è stato la desaminotirosina (DAT).  Quest’ultima deriva dal metabolismo dei flavonoidi assunti con la dieta e, in special modo, attraverso cacao e derivati, vino, tè, frutta e verdura. 

Partendo da questo presupposto, i ricercatori hanno condotto uno studio prendendo in esame quattro gruppi di topi ai quali era stato, in precedenza, inoculato il virus influenzale. I gruppi erano i seguenti:

  • Controllo
  • DAT
  • Mix di antibiotici (vancomicina, neomicina, ampicillina e metronidazolo – VNAM)
  • DAT e VNAM

Da qui, i gruppi trattati per due settimane con DAT, sia sola sia in associazione, presentavano un tasso di mortalità molto basso rispetto al controllo e al trattamento con soli antibiotici. In particolare, a livello polmonare i topi presentavano una sovraespressione di geni Oas2 e Mx2, stimolanti la produzione di IFN-1.

Ancora più importante è la risposta di alcuni batteri del microbioma intestinale alla vancomicina e al metronidazolo. Infatti, Clostridium orbiscindens (Fig.2), Clostridium leptum ed Enterococcus faecalis presentavano un’elevata sensibilità a questi antibiotici, ma solo il primo è stato in grado di metabolizzare i flavonoidi per la produzione di desaminotirosina, proteggendo i topi dall’influenza.  

Clostridium
Fig.2 – Cellule batteriche di Clostridium

Sambuco e microbioma: una fonte di flavonoidi e antocianidine

Tra i polifenoli, inoltre, l’azione terapeutica non è esplicata solo dai flavonoidi, ma anche dalle antocianidine. Queste ultime sono molecole ad azione antiossidante presenti in molti fitocomplessi. Una delle piante che ne presenta in abbondanza è il sambuco, Sambuco nigra.

Già Ippocrate la catalogava come la “medicina del torace“, ma solo negli ultimi anni ne è stata testata l’attività farmacologica. Infatti, la conferma uno studio pubblicato su Complementary and Alternative Medicine.

I ricercatori hanno impiegato un estratto titolato e standardizzato al 3,2% di antocianidine su ceppi batterici Streptococcus pyogenes, Streptococco gruppo G e C, Branhamella catarrhalis e due differenti ceppi di virus influenzali. Dalle varie concentrazioni di estratto saggiate sulle culture cellulari, l’estratto al 10% ha rallentato la crescita microbica del 70%, mentre con l’estratto al 20% la crescita batterica superava a malapena l’1%.

Cellule di Streptococcus pyogenes
Fig.3- Streptococcus pyogenes

Ad avallare questa tesi, uno studio dell’Università di Sydney pubblicato sul Journal of functional foods. Gli studiosi, in questo caso, hanno ottenuto rilevanti risultati dal sambuco fitocomplesso, ottimo antivirale nelle comuni influenze. Infatti, l’estratto liquido di sambuco blocca l’ancoraggio del virus sulla cellula ospite e ne riduce l’ingresso per la replicazione.

Lo stesso studio afferma l’attività del sambuco nella stimolazione alla produzione di alcune citochine che modulano la risposta immunitaria favorendo una migliore azione nei confronti dei virus patogeni.

Fitoestratti e medicina

La nota importante di queste recenti scoperte è il loro futuro impiego in terapia. Infatti, l’azione terapeutica dei gruppi polifenolici nell’inibire i virus influenzali potrebbe essere impiegata per bloccare le infezioni batteriche concomitanti, che potrebbero subentrare e causare complicanze.

Per quanto riguarda il microbioma, il ruolo è, tuttora, ancora da confermare. Gli studi sono solo all’inizio, ma le basi sono promettenti: un intestino sano è la prima barriera per la formazione di metaboliti attivi e per il loro assorbimento.

Agnese Ciardi

Bibliografia:

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  • Krawitz C. et al., 2011, Inhibitory activity of a standardized elderberry liquid extract against clinically-relevant human respiratory bacterial pathogens and influenza A and B viruses, Research Article
  • Elderberry compounds could help minimize flu symptoms, study suggests, Science Daily, 2019, https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190423133644.htm
  • Torabian G. et al., 2019, Anti-influenza activity of elderberry (Sambucus nigra), Research Article
  • Giovanni R. Dioretico, 2017, Influenza: un metabolita del microbioma intestinale può prevenirla, https://microbioma.it/immunologia/influenza-microbiota-prevenzione/
  • Silvia Radrezza, 2020, Antiossidanti: i benefici dei polifenoli sono mediati dal microbioma intestinale, https://microbioma.it/gastroenterologia/antiossidanti-i-benefici-dei-polifenoli-sono-mediati-dal-microbioma-intestinale/

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