La nostra "savana interiore": come combattere i nostri parassiti usando i loro competitori

Quando ingeriamo del cibo, nell'intestino inizia una battaglia per i nutrienti. Vari batteri e funghi all'interno del microbiota cominciano a scomporre il cibo ed estrarre i nutrienti competendo fra loro per l’accesso alle risorse disponibili, esattamente come fanno, per esempio leoni, leopardi e altri predatori della savana, o anche differenti specie di erbivori, in presenza di fonti di cibo.

Partendo da questa semplice considerazione ecologica, un gruppo di ricercatori si è chiesto se non fosse possibile identificare con sicurezza microrganismi endogeni all’intestino umano, i quali possano competere efficientemente con patogeni pericolosi come Salmonella o Escherichia coli enteroemorragica (EHEC).In un nuovo lavoro, appena pubblicato su Nature Microbiology , si presentano i risultati dell’indagine nella nostra “savana interiore”: batteri appartenenti al genere Klebsiella sono particolarmente efficaci contro Salmonella, il che apre una nuova via per un tipo di intervento terapeutico “ecologico”, ovvero volto a regolare opportunamente il nostro ecosistema intestinale.

Il primo meccanismo attraverso cui Klebsiella oxytoca esercita pressione su Salmonella è semplicemente la competizione per gli stessi nutrienti. Klebsiella riesce ad escludere efficientemente Salmonella dalle comuni fonti alimentari, causandole letteralmente la morte per fame. Il secondo meccanismo si basa sulla secrezione di una tossina specifica. Molti dei ceppi di Klebsiella oxytoca hanno la capacità di produrre un composto che si conosceva solo per essere dannoso per il nostro intestino; in realtà, esso è particolarmente efficace contro Salmonella, agendo da potente antibiotico. I ceppi che possono produrre la tossina si trovano particolarmente nel microbioma dei bambini, bambini i quali, al di sotto dei 4 anni, sono particolarmente soggetti all’infezione da Salmonella a causa dell’incompleto sviluppo del sistema immunitario.

Questo dato, da solo, supporta l’idea che la produzione della tossina da parte di Klebsiella sia specificamente diretta allo sfruttamento del suo potere antibiotico conto i competitori, mentre l’effetto dannoso per il nostro intestino sarebbe solo “collaterale” alla sua strategia evolutiva; sebbene l tossina non possa essere sfruttata a causa di questi danni direttamente come è, la scoperta della sua attività contro Salmonella può certamente servire almeno per provare a disegnare composti non tossici per noi, ma ancora attivi contro Salmonella. Tuttavia, i ricercatori hanno notato come una dieta ricca di zuccheri semplici induce Klebsiella oxytoca a rilasciare più tossina, mentre una dieta povera di tali sostanze porta all’inibizione della produzione della tossina. Si potrebbe quindi in linea di principio modulare la dieta in modo da abbassare la produzione di tossina, aumentando al contempo la popolazione di Klebsiella oxytoca, per escludere Salmonella attraverso il meccanismo di competizione ecologica sopra discusso.

Considerando le attuali opzioni di trattamento per infezioni gravi da Salmonella, questo sarebbe un enorme passo avanti: attualmente vengono somministrati antibiotici, la cui efficacia è sempre più scarsa con l’emergere delle resistenze e il cui effetto collaterale è la diminuzione della diversità del microbiota – il che, naturalmente, porta ad importanti effetti collaterali. Oltre a questo metodo di rafforzamento mirato di una specifica componente del microbioma, lo stesso gruppo di ricerca sta anche esplorando un’ulteriore possibilità: quella di modificare geneticamente Klebsiella oxytoca, attraverso CRISPR, per identificare i geni alla base della loro efficienza competitiva contro Salmonella, in modo da potere successivamente produrre batteri che non sono in grado di produrre la tossina dannosa per noi, ma che mantengono o migliorano le capacità di competizione con Salmonella.

L’esplorazione della nostra “savana interiore”, ovvero dell’ecosistema intestinale, è appena cominciata, grazie anche alla diffusione di efficienti tecniche di sequenziamento che permettono di caratterizzare appieno il microbioma senza fare assunzioni; lo studio appena pubblicato è fra i primi a dimostrare, su base scientifica, che il controllo e la modulazione dell’ecologia intestinale può avere risvolti sorprendenti per la nostra salute. L’importante è affidarsi alla scienza, e non ai venditori di probiotici.