I ricercatori creano "mini budella" per esplorare come l'epitelio intestinale risponde al glutine nei pazienti celiaci

Alla ricerca di un nuovo strumento per la ricerca e il trattamento della celiachia, gli scienziati del Mucosal Immunology and Biology Research Center (MIBRC) del Massachusetts General Hospital (MGH) hanno convalidato l'uso degli organoidi intestinali. Queste colture di tessuti tridimensionali sono in miniatura, versioni semplificate dell'intestino prodotte in vitro. Prelievo di tessuto da biopsie duodenali di pazienti celiaci e non celiaci, i ricercatori hanno creato i "mini-intestino" per esplorare come l'epitelio intestinale e le molecole derivate dal microbiota rispondono al glutine, una complessa classe di proteine ​​presenti nel grano e in altri cereali.

"Attualmente non abbiamo un modello animale in grado di ricapitolare la risposta al glutine che vediamo negli esseri umani, "dice Stefania Senger, dottorato di ricerca, co-autore senior dello studio pubblicato su Rapporti scientifici questa settimana. "Utilizzando questo modello di tessuto umano, abbiamo osservato che gli organoidi intestinali esprimono gli stessi marcatori molecolari dell'epitelio vero e proprio nel tessuto celiaco, e l'espressione genica della firma riflette le differenze funzionali che si verificano quando gli epiteli dei pazienti con malattia celiaca sono esposti alla gliadina." La gliadina e le proteine ​​glutenine sono i componenti principali del glutine.

La celiachia si innesca quando individui geneticamente predisposti consumano glutine. La condizione colpisce circa l'1% della popolazione degli Stati Uniti. Sulla base dei dati attuali, si pensa che l'insorgenza della celiachia sia preceduta dal rilascio della proteina zonulina, che è innescato dall'attivazione della gliadina non digerita per indurre una risposta autoimmune. Ciò porta ad un aumento della permeabilità intestinale e ad una funzione di barriera interrotta. Nuove prove suggeriscono che i microrganismi nel tratto gastrointestinale possono svolgere un ruolo nell'insorgenza della malattia celiaca.

Studi precedenti del gruppo MIBRC e altri hanno dimostrato che gli organoidi umani "mantengono un'espressione genica che ricapitola l'espressione del tessuto di origine, compreso uno stato di malattia, " scrivono gli autori. Attraverso il sequenziamento dell'RNA, le nuove scoperte convalidano il modello organoide come un "modello fedele in vitro per la celiachia, "dice Senger.

Utilizzando l'analisi dell'intero trascrittoma, i ricercatori hanno identificato 472 geni regolati in modo diverso negli organoidi che riflettono la malattia celiaca rispetto agli organoidi di controllo non celiaci. Questi includevano nuovi geni associati alle funzioni epiteliali legate alla patogenesi della malattia celiaca, incluso il mantenimento della barriera intestinale, rigenerazione delle cellule staminali e risposta immunitaria innata. Un secondo risultato dello studio mostra che i bioprodotti derivati ​​da microrganismi intestinali possono essere impiegati per modificare la risposta epiteliale al glutine, una scoperta che potrebbe portare a future strategie di trattamento.

"Questi risultati confermano la nostra ipotesi che i geni e l'esposizione al glutine siano necessari ma non sufficienti, poiché sono necessari anche cambiamenti sia nella composizione che nella funzione del microbioma intestinale per passare dalla predisposizione genetica all'esito clinico, come dimostrano i nostri dati, "dice Alessio Fasano, dottore, direttore del Mucosal Immunology and Biology Research Center e co-autore senior.

Senger aggiunge, "Riteniamo che le nostre osservazioni rappresentino un importante cambiamento nello studio della malattia celiaca. Siamo fiduciosi che con finanziamenti adeguati potremmo raggiungere obiettivi importanti che includono lo sviluppo e l'implementazione di screening farmacologici ad alto rendimento per identificare rapidamente nuovi trattamenti per i pazienti ed espandere il repository di organoidi per sviluppare modelli più complessi e perseguire un trattamento personalizzato."

• La nuova procedura minimamente invasiva per la perdita di peso mostra risultati promettenti
• Il trapianto di batteri intestinali da ratti vulnerabili allo stress altera il comportamento,