La malattia infiammatoria intestinale (IBD) è una malattia cronica recidivante del tratto gastrointestinale; La malattia di Crohn e la colite ulcerosa sono forme comuni di IBD. Sebbene l’eziologia dell’IBD rimanga poco chiara, si ritiene che coinvolga complesse interazioni tra molteplici fattori genetici, microbiota intestinale alterato, risposte immunitarie inappropriate dell’ospite e fattori ambientali. Tradizionalmente, l’IBD è stata più comune negli individui di discendenza dell’Europa occidentale. La maggior parte degli oltre 200 geni con varianti associate a un aumentato rischio di IBD, include anche un recettore di membrana con funzione immunitaria, il NOD2. Sia gli studi sui topi che quelli sull’uomo hanno mostrato che l’assunzione di una dieta occidentale, caratterizzata da un alto contenuto di grassi e zuccheri, influenza la patogenesi delle IBD.
Alcuni dati sperimentali suggeriscono che i recettori del gusto alimentare (TARs) abbiano un potenziale ruolo nel condizionare questo rischio che possa comparire il Crohn in base al terreno genetico condizionato dallo stile alimentare. I recettori del gusto comprendono due famiglie di recettori di membrana: il recettore del gusto di tipo 1 (T1R) e il recettore del gusto di tipo 2. La famiglia T1R percepisce gli stimoli dolci (TAS1R2, TAS1R3) e umami (TAS1R1, TAS1R3), mentre il recettore della famiglia del gusto tipo 2 percepisce stimoli amari. I TARs regolano il rilascio di ormoni peptidici intestinali, compreso il peptide 1 simile al glucagone (GLP-1). Il GLP-1, secreto dalle cellule entero-endocrine, potenzia la risposta insulinica indotta dal glucosio, promuove la sopravvivenza delle cellule beta, rallenta lo svuotamento gastrico e regola il dispendio energetico.
Oltre che nella bocca, i recettori del gusto sono espressi anche in certi organi e nella mucosa intestinale. A conoscenza degli scienziati, non ci sono dati sul ruolo delle risposte del TARs ai ligandi dietetici endogeni. Data l’immensa diversità di segnali non microbici (nutrienti e sostanze chimiche non nutritive) che stimolano le risposte immunitarie nel sito della barriera intestinale, i TARs intestinali, che sono attivati direttamente dai ligandi alimentari, possono modulare l’immunità e l’infiammazione della mucosa intestinale. Ecco perché gli scienziati hanno sviluppato un modello murino di grave infiammazione intestinale innescata da un modello alimentare occidentale a lungo termine, per valutare l’influenza di questo stile dietetico sull’infiammazione intestinale e studiare i meccanismi mediante con cui essa influenza lo sviluppo di IBD.
I ricercatori hanno ipotizzato che la modulazione diretta del recettore del gusto TAS1R3 intestinale indotto dai nutrienti, sia fondamentale per la regolazione dell’infiammazione intestinale. Hanno condotto esperimenti di biologia molecolare, trascrizione genica e studio istologico-cellulare. Hanno così scoperto che una combinazione di glucosio, fruttosio e palmitato nella dieta regola l’espressione di citochine e chemochine pro-infiammatorie tramite l’attivazione di TAS1R3. Invece, questi aumenti indotti da glucosio, fruttosio e palmitato nella secrezione di IL-8 e TNF-ɑ è stata inibita dal knockdown di TAS1R3. Coerentemente, il pretrattamento delle cellule NCI-H716 con lactisole, un antagonista di TAS1R3, ha inibito significativamente la sintesi e la secrezione di GLP-1 indotta dai tre nutrienti combinati, così come la sintesi relativa di citochine.
Con un modello di topo geneticamente programmato per avere una bassa espressione del recettore TAS1R3, i ricercatori hanno potuto vedere che i topi risultavano abbastanza protetti contro gli effetti predisponenti della dieta occidentale sul rischio di malattia infiammatoria intestinale tipo Crohn. Anche l’espressione genica in questi topi era cambiata a favore di una maggiore protezione cellulare: le attività del fattore di trascrizione NF-kB e della via di segnalazione cellulare mTOR1 erano compromesse, mentre il recettore cellulare PPAR-gamma (protettore) risultava più elevato. PPAR-gamma è espresso ad alti livelli nel tratto intestinale e la sua attivazione inibisce la produzione di numerose citochine infiammatorie, attraverso la sua azione su chinasi e fattori di trascrizione, tra cui NF-κB ed AP-1.
La cosa interessante era che l’mRNA e l’espressione proteica di PPAR-gamma aumentavano continuamente dopo la soppressione di TAS1R3, indipendentemente dalle condizioni nutrizionali degli animali. Infine, l’alterata presenza di TAS1R3 provoca anche alterazioni della composizione del microbiota intestinale. I topi transgenici che iper-esprimono il recettore TAS1R3 e nutriti con dieta occidentale, avevano più Proteobatteri, Prevotellacee ed Enterobacteriacee, tutti microrganismi patogeni che risultano aumentati nella malattia di Crohn. Al contrario, i topi deficienti del recettore avevano più batteri intestinali del phylum Firmicutes: la carenza di TAS1R3 ha migliorato significativamente l’abbondanza relativa di Faecalibacterium, Lachnospira, Ruminococcus, Butyricicoccus, Butyrivibrio e Roseburia.
Tutte queste specie, tra parentesi, sono riconosciute dagli esperti mancare nelle IBD e risultare protettive per la mucosa intestinale. Con queste informazioni, gli scienziati hanno concluso che l’adozione di una dieta occidentale a lungo termine, “prepara” il terreno biologico e molecolare delle IBD, favorendo anche l’espansione dei patogeni correlati a queste forme di colite cronica.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.
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