Integrated Analysis of Gut Microbiota Dysbiosis and microRNA-155/microRNA-20a Expression Across Multiple Sclerosis Disease subtypes: Comparison with Controls
Questo studio dimostra che la disbiosi del microbiota intestinale e i profili di espressione di miR-155/miR-20a circolanti sono distinti tra i sottotipi di sclerosi multipla, con la sclerosi multipla secondariamente progressiva che mostra le alterazioni più gravi, e che le firme integrate microbiche-miRNA offrono un'elevata accuratezza diagnostica per discriminare i fenotipi clinici dai controlli.
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La sclerosi multipla è una condizione in cui il sistema immunitario del corpo attacca erroneamente il rivestimento protettivo delle fibre nervose nel cervello e nel midollo spinale. Questo danno interrompe i segnali che dicono ai muscoli come muoversi e come percepire, portando a una vasta gamma di sintomi che possono variare enormemente da persona a persona. Sebbene i medici sappiano che la genetica e l'ambiente giocano un ruolo in chi contrae la malattia, le ragioni esatte per cui essa inizi e come cambi nel tempo rimangono un mistero. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato a esaminare attentamente i trilioni di minuscoli batteri che vivono nell'intestino umano, noti come microbiota intestinale. Questi microbi non sono solo passeggeri; interagiscono costantemente con il sistema immunitario, aiutandolo a distinguere tra amico e nemico. Insieme a questi batteri, il corpo utilizza piccole molecole chiamate microRNA per agire come interruttori di intensità per i geni, aumentando o diminuendo la produzione di certe proteine per controllare l'infiammazione. La grande domanda per i ricercatori è stata se il mix di batteri nell'intestino e l'attività di questi interruttori genetici siano collegati alle diverse forme di sclerosi multipla, e se osservare entrambi insieme potesse aiutare i medici a distinguere i diversi tipi della malattia.
Un team di ricercatori in Iran si è posto l'obiettivo di rispondere a questo quesito studiando 240 persone, divise in sei gruppi uguali. Quattro di questi gruppi erano composti da pazienti con diverse fasi di sclerosi multipla: quelli con un primo attacco isolato, quelli con la forma recidivante-remittente dove i sintomi vanno e vengono, e quelli con le due forme progressive dove i sintomi peggiorano lentamente senza recupero. Gli altri due gruppi erano persone con altre condizioni neurologiche e volontari sani senza problemi neurologici. Gli scienziati hanno raccolto campioni di feci per contare i tipi di batteri presenti e campioni di sangue per misurare i livelli di due specifici microRNA, miR-155 e miR-20a, noti per essere coinvolti nell'infiammazione. Volevano vedere se i batteri intestinali e questi marcatori genetici cambiassero in un modo specifico con il progredire della malattia, dalle sue fasi iniziali alle sue forme più gravi.
I risultati hanno mostrato che l'ambiente intestinale e gli interruttori genetici erano effettivamente diversi a seconda della fase della malattia, con i cambiamenti più drammatici che apparivano nella forma progressiva della malattia. Nei pazienti con la fase progressiva più avanzata, i ricercatori hanno riscontrato un calo significativo del numero di batteri benefici che aiutano a mantenere sano l'intestino e a ridurre l'infiammazione. Allo stesso tempo, si è verificato un aumento dei batteri spesso associati all'infiammazione. Questo spostamento era accompagnato da un cambiamento nei livelli ematici dei due microRNA. Il livello di miR-155, che tende a promuovere l'infiammazione, era più alto nei pazienti rispetto alle persone sane. Al contrario, il livello di miR-20a, che aiuta a calmare il sistema immunitario, era più basso nei pazienti, ed era al minimo in coloro che presentavano la forma progressiva.
Quando i ricercatori hanno osservato quanto bene questi marcatori potessero distinguere i gruppi, hanno scoperto che certi batteri erano eccezionalmente bravi nell'identificare la forma progressiva della malattia. Un gruppo specifico di batteri, noto come Bacteroidetes, era così basso nei pazienti progressivi da poterli distinguere dalle persone sane con un'accuratezza quasi perfetta. Allo stesso modo, il livello di miR-20a è stato molto efficace nel separare i pazienti con la forma recidivante-remittente e la forma primaria progressiva dai controlli sani. Lo studio ha anche rivelato una chiara connessione tra i batteri e i marcatori genetici. I batteri benefici che erano bassi nei pazienti erano legati a livelli più alti di miR-20a, che è calmante, mentre i batteri infiammatori erano legati a livelli più alti di miR-155, che è pro-infiammatorio. Ciò suggerisce che lo stato dei batteri intestinali potrebbe influenzare il modo in cui questi interruttori genetici vengono impostati, creando un ciclo che potrebbe guidare la malattia in avanti.
Forse la cosa più importante è che i ricercatori hanno scoperto che guardare i batteri e i microRNA insieme forniva un quadro molto più chiaro rispetto al guardare uno solo di essi. Combinando i dati dei batteri intestinali e dei marcatori ematici, potevano creare un profilo che distingueva i diversi tipi di sclerosi multipla con un'accuratezza estremamente elevata. Ad esempio, una specifica combinazione di Firmicutes e Bacteroidetes separava i pazienti con la forma recidivante-remittente da quelli con la forma secondaria progressiva con un punteggio di accuratezza (AUC) di 0,9881. Ciò suggerisce che la malattia non è solo una singola condizione, ma una collezione di diversi stati biologici, ciascuno con la propria firma unica di batteri intestinali e attività genetica.
Sebbene questi risultati offrano un nuovo modo promettente per comprendere e potenzialmente diagnosticare le diverse fasi della sclerosi multipla, i ricercatori sottolineano con cautela che questo è un'istantanea nel tempo. Lo studio è stato condotto su un gruppo specifico di persone in una determinata regione, e i risultati devono essere testati su gruppi più ampi per un periodo più lungo per confermare che questi cambiamenti stiano realmente causando la progressione della malattia piuttosto che essere solo un effetto collaterale. Gli autori suggeriscono che la ricerca futura dovrebbe esplorare se cambiare i batteri intestinali attraverso la dieta o altri mezzi possa alterare questi marcatori genetici e rallentare la malattia. Per ora, questo lavoro fornisce una solida base all'idea che l'intestino e il sistema immunitario siano profondamente connessi nella sclerosi multipla, offrendo nuovi indizi su come distinguere le diverse forme della malattia e forse su come trattarle in modo più efficace in futuro.
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