La capacità di infettare di molti agenti patogeni mortali  si basa sulla loro risposta a diversi segnali ambientali. I principali spunti per i patogeni sono le molecole (o metaboliti) prodotte nell’intestino. I patogeni interpretano i metaboliti in ​​modo diverso e ne sono attratti o respinti… ma come funziona questo meccanismo?

L’indolo è un esempio di una piccola molecola prodotta dal microbioma che è abbondante nell’intestino ed è un potente repellente per i batteri. Secondo il Dr. Pushkar Lele, assistente professore, e il Dr. Arul Jayaraman, professore, presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica Artie McFerrin della Texas A&M University, questo fatto ha portato a una semplice domanda: “Perché l’indolo non respingere i batteri buoni dell’intestino insieme a quelli cattivi?”

Per rispondere a questa domanda, il gruppo di ricerca ha studiato la risposta dei batteri intestinali dell’ Escherichia coli all’indolo. In un articolo negli Atti della National Academy of Sciences, i ricercatori descrivono la scoperta di una risposta precedentemente sconosciuta all’indolo, in cui la molecola sembra respingere e attirare i batteri. Questa risposta di Giano – dal nome del dio romano che aveva due volti, uno che guarda al futuro e uno che guarda al passato – ha a che fare con il modo in cui l’indolo viene interpretato dai chemio-recettori batterici.

“Abbiamo scoperto che ci sono due recettori per Escherichia coli: uno rileva l’indolo come repellente e uno come attrattivo. L’esposizione prolungata ad alte concentrazioni di indolo desensibilizza il recettore che lo interpreta come repellente. Questo porta a percepire l’indolo solo come attrattivo.”

Secondo Jayaraman, questa risposta mostra una grande sofisticazione e la scoperta potrebbe portare a una migliore comprensione delle complessità del microbiota intestinale. “I batteri benefici si aggregano sulle superfici all’interno dell’intestino sulla base di alcune caratteristiche comuni”, ha detto Jayaraman. “Proponiamo che una di queste caratteristiche sia la capacità di produrre o percepire l’indolo. I batteri che producono l’indolo potrebbero raggrupparsi ed essere attratti da nicchie in cui le concentrazioni di indolo sono elevate.”

Poiché i batteri che producono l’ indolo nell’intestino in genere sono mescolati con gli altri batteri negli strati di muco, la concentrazione di indolo diminuisce man mano che ci si allontana dalla fonte. Poiché i patogeni tendono a passare attraverso l’intestino relativamente lontano dai batteri che producono indolo, è probabile che non incontrino alte concentrazioni di indolo per un periodo prolungato. Pertanto, non sono sensibilizzati all’indolo e qualsiasi indolo che incontrano li respinge.

Gli studi continuano a dimostrare che è importante avere un mix diversificato di batteri benefici nell’intestino. Secondo Lele, questa ricerca è un passo verso la comprensione di come il microbioma intestinale potrebbe cambiare nel tempo. 

“La domanda chiave è: ‘In che modo diverse specie di batteri colonizzano nicchie specifiche?’ Abbiamo affrontato una parte di questa domanda. Il prossimo passo è esaminare la risposta di più specie di batteri a un mix di diversi metaboliti che si trovano nell’intestino” ha concluso Lele.

Ricordiamoci sempre che il microbiota intestinale, che è una raccolta di numerose specie batteriche benefiche, è la chiave del nostro benessere generale e della nostra buona salute. 

Fonti:
https://today.tamu.edu/2020/03/04/two-faced-bacteria/
https://www.pnas.org/content/early/2020/02/25/1916974117