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Probiotici geneticamente modificati
L'interesse pubblico per i probiotici è in aumento, se l'eccesso di pubblicità per gli yogurt probiotici, quelli con dosi aggiunte di batteri benefici, ne è una prova. Gli scienziati stanno portando questa terapia tradizionale nel 21° secolo ingegnerizzando geneticamente i microbi per potenziare il loro effetto sul sistema immunitario. Sperano che i nuovi insetti alla fine aiutino a curare le malattie infiammatorie intestinali come il morbo di Crohn e la colite ulcerosa, così come altri disturbi che derivano da un sistema immunitario iperattivo.
Benefici batterici: La diapositiva in basso mostra una ridotta infiammazione nel colon di un topo trattato con batteri geneticamente modificati. L'immagine in alto mostra il colon di un animale non trattato e l'immagine al centro mostra quello di un animale trattato con batteri non modificati.
Nella ricerca pubblicata oggi su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , gli scienziati hanno eliminato un gene dal batterio Lactobacillus acidophilus, che si trova comunemente nello yogurt. Mansour Mohamadzadeh , professore associato di medicina presso la Northwestern University, e collaboratori avevano precedentemente dimostrato che l'enzima prodotto da questo gene aumenta l'infiammazione, una caratteristica distintiva del morbo di Crohn e della colite ulcerosa. Ma la forma inalterata del batterio ha anche innescato la produzione di una molecola immunitaria benefica, IL-10m, che aiuta a regolare il sistema immunitario. L'obiettivo dell'ingegneria dei microbi era quello di fornire gli effetti benefici senza quelli dannosi.
Quando vengono somministrati a topi con colite e infiammazione del colon, i batteri ingegnerizzati hanno prevenuto la perdita di peso e la diarrea sanguinolenta che tipicamente accompagna questa condizione. Inoltre, i topi trattati avevano il 90% in meno di infiammazione nel tessuto del colon rispetto alle loro controparti non trattate.
Mentre gli alimenti e gli integratori probiotici sono un'enorme industria, non è chiaro se effettivamente aiutino a curare la maggior parte delle malattie gastrointestinali. La ricerca pubblicata oggi fa parte di una tendenza in microbiologia a esplorare in modo rigoroso e dettagliato gli effetti dei probiotici e i meccanismi che ne sono alla base.
Il concetto [dei probiotici] è meraviglioso, ma le prove della loro [efficacia] sono piuttosto limitate, afferma Balfour Sartor, co-direttore del Center for Gastrointestinal Biology and Disease presso l'Università del North Carolina, che non è stato coinvolto nel nuovo studia. Poiché i probiotici sono considerati un alimento e non un farmaco, non sono regolamentati dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti e quindi non richiedono i grandi test clinici richiesti dai farmaci.
La malattia infiammatoria intestinale è una delle principali aree di interesse per il trattamento probiotico, ma ci sono state davvero poche prove dirette che i probiotici siano efficaci nel trattamento o nella prevenzione della malattia di Crohn, afferma Sartor. Alcune ricerche suggeriscono che due diverse formulazioni probiotiche possono aiutare a prevenire il ripetersi della colite ulcerosa, dice. Ma sono solo due su migliaia di formulazioni.
Gli scienziati non sanno ancora esattamente come i batteri probiotici influenzino il sistema gastrointestinale, ma ricerche precedenti suggeriscono diversi possibili meccanismi. I batteri benefici potrebbero alterare temporaneamente il rapporto tra batteri buoni e cattivi che abitano l'intestino, oppure potrebbero bloccare specificamente l'attività dei batteri cattivi. E i probiotici sembrano influenzare il sistema immunitario, stimolando le cellule immunitarie protettive o bloccando le attività dannose delle cellule immunitarie, afferma Sartor.
Il team di Mohamadzadeh è concentrato sull'attività delle cellule immunitarie. I ricercatori hanno esaminato in dettaglio gli effetti molecolari dei batteri ingegnerizzati e hanno scoperto che era migliorata la produzione di cellule immunitarie regolatorie, piuttosto che di cellule immunitarie infiammatorie. Quando trattiamo i topi con il nuovo ceppo, vediamo più accumulo e generazione di cellule che producono proteine regolatrici, che attirano e generano cellule T regolatorie, afferma Mohamadzadeh. Le cellule T regolatorie, un tipo di cellula immunitaria, contrastano gli effetti delle cellule immunitarie dannose che attaccano le cellule che rivestono l'intestino, dice.
Sebbene la ricerca sia promettente, Sartor avverte che si tratta di un enorme salto tra i modelli animali e le malattie. I trattamenti probiotici non hanno sempre gli stessi effetti negli esseri umani come hanno negli animali, e c'è una grande differenza nel mostrare protezione nei modelli animali [trattando gli animali prima che si manifestino i sintomi] rispetto al trattamento delle malattie umane in corso.
Mohamadzadeh afferma che prima di iniziare i test clinici, ha in programma di studiare i ruoli di più tipi di proteine di superficie nei batteri ingegnerizzati, per determinare quali sono utili e quali dannose. Se gli scienziati possono identificare le molecole prodotte dai batteri che aiutano a regolare il sistema immunitario, potrebbero essere in grado di sviluppare farmaci che hanno un effetto simile. (È più facile modificare e somministrare dosi controllate di composti chimici rispetto ai batteri vivi, che possono comportarsi in modo imprevedibile una volta ingeriti.)
Il team di Mohamadzadeh sta anche esplorando i probiotici ingegnerizzati come trattamento per il cancro del colon. In studi preliminari su topi progettati per imitare il cancro del colon, il trattamento con i batteri modificati ha ridotto del 90% il numero di polipi sviluppati dagli animali. Abbiamo osservato una media di soli tre piccoli polipi nei topi trattati, rispetto a circa 35-50, dice.
Aggiunge che la capacità dei batteri di ridurre l'infiammazione non è limitata all'intestino; le cellule regolatorie migrano in tutto il corpo. Ciò significa che i microbi potrebbero anche essere in grado di aiutare a curare altre malattie legate all'infiammazione, come l'artrite reumatoide e la psoriasi.