Quando vengono rimosse parti del fegato, il corpo può sostituire il tessuto mancante. Il successo di questo processo dipende in larga misura dai batteri intestinali.
Il fegato umano ha una sorprendente capacità di rigenerarsi, a differenza del cuore, per esempio. I meccanismi biologici sottostanti sono un esempio del ruolo svolto dai nostri batteri intestinali nei processi che avvengono in altri organi.
Ciò è dimostrato da una nuova ricerca condotta da un team interdisciplinare di ricercatori dell’Università tecnica di Monaco (TUM) e del TUM University Hospital Klinikum rechts der Isar e della TUM School of Life Sciences.
I risultati dello studio potrebbero aiutare a migliorare la prognosi dopo la chirurgia epatica in caso di cancro al fegato e altre malattie.
Un microbioma intestinale sano è costituito da molti tipi di batteri. Svolgono un ruolo attivo nella digestione. Alcuni di loro scompongono i carboidrati in acidi grassi a catena corta (SCFA), per esempio.
“Le cellule del fegato hanno bisogno di questi acidi grassi per crescere e dividersi”, afferma il leader dello studio Prof. Klaus-Peter Janssen del Dipartimento di Chirurgia del Klinikum rechts der Isar.
“Ora siamo riusciti a dimostrare per la prima volta che i batteri intestinali influenzano il metabolismo lipidico nelle cellule del fegato e quindi la loro capacità di rigenerarsi”.
Gli antibiotici fermano la rigenerazione del fegato
Il Prof. Janssen e il suo team hanno condotto esperimenti sui topi per determinare come un microbioma interrotto influisce sulla rigenerazione del fegato. Negli animali in cui il microbioma è stato perturbato attraverso antibiotici, la formazione di nuove cellule del fegato è stata fortemente ritardata.
Gli scienziati erano già a conoscenza di un legame tra antibiotici e rigenerazione epatica interrotta. Tuttavia, questo è stato precedentemente attribuito alla risposta immunitaria del corpo o agli effetti collaterali dannosi degli antibiotici sulle cellule del fegato, spiega Klaus-Peter Janssen.
La connessione meccanicistica con i batteri intestinali è venuta alla luce solo nello studio TUM. In accordo con i topi trattati con antibiotici, le cellule del fegato non sono state rigenerate nei topi privi di un microbioma già alla nascita.
“Gli antibiotici non uccidono tutti i batteri intestinali”, spiega Anna Sichler, uno dei due primi autori dello studio. “Tuttavia, il farmaco cambia la composizione del microbioma: le restanti specie batteriche producono molti meno acidi grassi a catena corta”. Il microbioma di solito recupera entro poche settimane dal trattamento antibiotico.
L’attuale studio ha dimostrato che la rigenerazione epatica si è verificata anche negli animali trattati con antibiotici, ma con un ritardo significativo. Nei topi privi di batteri intestinali, non ha avuto luogo alcuna rigenerazione.
Tuttavia, i ricercatori sono stati in grado di stimolare la rigenerazione del fegato trattandoli con un “set iniziale del microbioma” definito con precisione.
Esperimenti con organoidi e cellule umane
Utilizzando organoidi costituiti da cellule di topo – essenzialmente fegati in miniatura in una capsula di Petri – i ricercatori hanno dimostrato che gli SCFA forniscono elementi costitutivi essenziali per la membrana cellulare nelle cellule del fegato. Se gli SCFA non sono presenti in quantità sufficiente, le cellule si rifiutano di crescere e moltiplicarsi.
Quando le cellule si sono moltiplicate perché sono disponibili abbastanza acidi grassi, il team ha scoperto che un enzima noto come SCD1 era particolarmente attivo.
“Abbiamo quindi studiato i processi con cellule epatiche umane e campioni di tessuto”, afferma Yuhan Yin, che è anche il primo autore dello studio. “SCD1 è attivo anche negli esseri umani quando il fegato si rigenera”.
Possibili applicazioni prima e dopo l’intervento chirurgico
“È importante tenere presente che il ruolo dei batteri intestinali nel nostro corpo è molto complesso. Abbiamo ancora molta strada da fare prima di comprenderlo appieno”, afferma Klaus-Peter Janssen. Pertanto, lo studio non offre raccomandazioni specifiche per ulteriori azioni o lo sviluppo di farmaci.
“Tuttavia, i nostri risultati potrebbero essere utilizzati per nuove ricerche su quali composizioni del microbioma offrono condizioni migliori per la rigenerazione del fegato”.
I medici potrebbero quindi esaminare i batteri intestinali dei pazienti per determinare se le condizioni sono favorevoli per la chirurgia o se è meglio aspettare che il microbioma si riprenda”. Potrebbe anche essere possibile influenzare il recupero con una certa dieta.
“E al contrario, i medici potrebbero anche essere in grado di esaminare il microbioma attraverso campioni di feci per determinare quanto bene il fegato si sta rigenerando dopo un’operazione”, afferma il Prof. Janssen. Questa domanda sarà oggetto di ulteriori studi da parte del team.
Immagine: Klaus-Peter Janssen / TUM
Foto crediti: Envato Elelents (ove non diversamente specificato)
Riproduzione riservata (c)
