Studio Italiano pubblicato sulla prestigiosa rivista Science: spiegato uno dei meccanismi con cui le infiammazioni intestinali regolano le funzioni del cervello.  (Carloni, Sara, et al.)

Come abbiamo già visto nel nostro articolo sul microbiota (L’Essere Umano è un’Opera Collettiva), il benessere del nostro intestino ha un diretto effetto sulla salute di tutto l’organismo. In particolare, c’è una reciproca influenza tra microbiota e cervello: i batteri e i segnali intestinali modulano l’attività cerebrale; allo stesso modo, il cervello è in grado di modificare l’equilibrio del microbiota mediante sostanze chimiche e ormoni che agiscono direttamente a livello intestinale.

Sebbene da anni la comunità scientifica è concorde nel considerare un diretto legame tra intestino e cervello, i meccanismi coinvolti non erano ancora stati individuati.

Nello studio pre-clinico pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Science, condotto da un team di ricercatrici dell’Humanitas Research Hospital di Milano, è stata scoperta una barriera nel cervello che spiegherebbe l’insorgenza di alterazioni comportamentali come ansia e depressione in pazienti affetti da Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali (MICI).

Cosa sono le Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali (MICI)?

Le MICI sono patologie intestinali croniche, come la Malattia di Crohn e la Colite Ulcerosa, con un andamento caratterizzato dall’alternarsi di fasi acute e periodi di remissione. Queste malattie si contraddistinguono per un’eccessiva risposta infiammatoria dell’intestino e danni del canale digerente. Le esatte cause delle MICI non sono del tutto conosciute. Diversi fattori potrebbero essere coinvolti: contaminazioni batteriche, cambiamento del sistema immunitario e variazioni genetiche. Tra i fattori di rischio sono state ipotizzate anche sostanze ambientali come un maggior consumo di proteine del latte, proteine animali e consumo di tabacco.

Inoltre, circa il 40% dei pazienti con MICI presenta disturbi del comportamento come ansia e depressione. Tuttavia, finora non era noto se queste patologie fossero una conseguenza diretta o secondaria delle MICI. Nel presente studio italiano è stata proposta la presenza di un “cancello” che scherma il cervello dal resto dell’organismo in caso di infiammazioni intestinali.

Procediamo per gradi: il “cancello” a livello nervoso si attiva successivamente ad una catena di eventi lontani dal cervello che iniziano nell’intestino.

Quali sono i meccanismi intestinali in soggetti sani?

Nell’intestino è presente la barriera vascolare intestinale (GVB) che connette il corpo con il mondo esterno, agendo come filtro tra quello che mangiamo e il nostro organismo. La funzione principale di questa barriera è permettere l’accesso di nutrienti e piccole molecole nel fegato e nel circolo sanguigno, bloccando invece batteri e sostanze potenzialmente dannose. Una volta che le molecole passano nel circolo sanguigno possono migrare verso qualsiasi organo del corpo, dunque anche nel cervello.

Cosa avviene nell’organismo dei pazienti con MICI?

In caso di malattie intestinali, la barriera vascolare dell’intestino (GVB) si disattiva e diventa maggiormente permeabile. Tale malfunzionamento causa la fuoriuscita di mediatori infiammatori e batterici (molecole sintetizzate durante il processo infiammatorio) nel fegato e nel circolo sanguigno.

Come arriva l’infiammazione a livello cerebrale?

Nel Sistema Nervoso Centrale (SNC) ci sono due tipi di barriere: la barriera emato-encefalica (BEE) e la barriera emato-liquorale (BEL). La prima ha funzione di protezione del tessuto nervoso dalle sostanze nocive presenti nel sangue ed è continuamente impegnata nel regolare l’ambiente cerebrale (l’omeostasi). La seconda barriera, invece, impedisce il passaggio di sostanze tossiche dal sangue al liquor cerebro-spinale (liquido che permea l’encefalo e il midollo spinale con funzione di protezione). La BEE è costituita da capillari e dal plesso coroideo, una struttura che produce il liquor e svolge un’attività di filtrazione e difesa immunitaria.

In determinate condizioni omeostatiche, il tessuto della BEL è permeabile ed è molto meno selettivo della BEE.

Nello studio è stato scoperto che un cambiamento nella permeabilità della BEL sarebbe coinvolto nei processi di difesa nervosa dai segnali infiammatori provenienti dell’intestino.

Qual è la nuova scoperta?

Le ricercatrici italiane hanno individuato nel plesso coroideo la presenza di una seconda barriera che integra quella emato-liquorale e definita barriera vascolare del plesso coroideo (PVB). Questa connette il cervello con il resto del corpo e si attiva durante uno stato infiammatorio.

Come avviene la chiusura del “cancello” che protegge il cervello?

Nello specifico, intestino e cervello sarebbero connessi da un asse vascolare: la presenza di un’infiammazione intestinale provoca il malfunzionamento della barriera vascolare dell’intestino (GVB), scatenando la fuoriuscita di mediatori infiammatori e batterici nel sangue attraverso il fegato che arrivano al cervello.

La presenza dei segnali infiammatori nel sangue può essere rilevata dalla fitta rete di capillari e cellule di protezione (come le cellule gliali) del plesso coroideo. Queste strutture regolano la permeabilità dei vasi sanguigni scatenando cambiamenti temporanei delle barriere emato-liquorale e vascolare del plesso coroideo (PVB), mettendo in azione un programma di protezione del cervello che porta alla chiusura della barriera vascolare stessa.

Concludendo, dallo studio emerge come questo meccanismo di difesa provochi l’isolamento del cervello dal resto del corpo e sia responsabile, almeno in parte, delle alterazioni comportamentali (ansia e depressione) e cognitive (deficit di memoria) generalmente descritte dai pazienti con malattie infiammatorie intestinali. Quindi, patologie psichiatriche e cognitive sembrerebbero essere parte della malattia stessa e non solo manifestazioni secondarie.

In futuro, il malfunzionamento dell’asse vascolare intestino-cervello potrebbe essere un obiettivo terapeutico in alcuni pazienti con disturbi comportamentali.

Sono molte le domande ancora senza risposta a cui le ricercatrici stanno già lavorando. Ad esempio, in quali altre malattie avviene questa chiusura? Com’è possibile modulare la barriera per permettere il passaggio di farmaci nel cervello? Quando e come si crea questa interazione tra cervello e sistema gastro-intestinale?

Bibliografia:

•       Byrne G, Rosenfeld G, Leung Y, Qian H, Raudzus J, Nunez C, Bressler B. Prevalence of Anxiety and Depression in Patients with Inflammatory Bowel Disease. Can J Gastroenterol Hepatol. 2017;2017:6496727.

•      Carloni S, Bertocchi A, Mancinelli S, Bellini M, Erreni M, Borreca A, Braga D, Giugliano S, Mozzarelli AM, Manganaro D, Fernandez Perez D, Colombo F, Di Sabatino A, Pasini D, Penna G, Matteoli M, Lodato S, Rescigno M. Identification of a choroid plexus vascular barrier closing during intestinal inflammation. Science. 2021 Oct 22;374(6566):439-448.

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•       Jones, H. R., Burns, T., Aminoff, M. J., & Pomeroy, S. The Netter Collection of Medical Illustrations: Nervous System, Volume 7, Part 1-Brain (book). Elsevier Health Sciences, 2013.

Microbiota, scoperto il ruolo del “cancello” che protegge il cervello dalle infiammazioni intestinali