L’intestino non è solo un organo responsabile della digestione, ma un vero e proprio microcosmo che regola fondamentali processi fisiologici tramite un’intricata rete di cellule endocrine. Un team di scienziati ha sviluppato tecnologie avanzate per identificare i sensori di nutrienti presenti su queste cellule, una scoperta che potrebbe favorire lo sviluppo di trattamenti innovativi per malattie metaboliche e disturbi intestinali
Il microcosmo intestinale e il ruolo delle cellule endocrine
Le cellule enteroendocrine (EEC) sono una componente rara ma di fondamentale importanza nel microcosmo dell’intestino. Queste cellule, sebbene presenti in quantità esigue nella parete intestinale, svolgono il ruolo essenziale di secernere ormoni in risposta agli alimenti che transitano nel tratto gastrointestinale, influenzando funzioni vitali come la digestione e la regolazione dell’appetito. Gli ormoni prodotti dalle EEC, come il GLP-1, hanno aperto nuovi orizzonti terapeutici, con farmaci che imitano la loro azione per trattare condizioni metaboliche, come il diabete.
La comprensione della regolazione di questi ormoni ha sempre rappresentato una sfida per i ricercatori, soprattutto a causa della rarità delle cellule EEC nell’epitelio intestinale (meno dell’1%) e della scarsa espressione dei loro recettori sensoriali. Tuttavia, recenti sviluppi tecnologici hanno reso possibile esplorare più a fondo questo microcosmo.
Microcosmo intestinale: un laboratorio in miniatura per studiare le cellule endocrine
Per esplorare le cellule enteroendocrine (EEC), un team di scienziati dell’Istituto Hubrecht ha creato modelli tridimensionali dell’intestino umano, chiamati organoidi, che replicano l’anatomia e le funzioni di questo complesso microcosmo. Questi piccoli campioni riproducono le caratteristiche del tessuto intestinale, consentendo di studiare le reazioni cellulari in un ambiente controllato. Attraverso la proteina Neurogenin-3, i ricercatori hanno potuto incrementare la produzione di EEC nei modelli, facilitando l’analisi dettagliata di varie aree dell’intestino e delle loro funzioni uniche.
Un risultato significativo della ricerca è stato l’integrazione di cellule endocrine derivate da altre sezioni del tratto digerente, come lo stomaco. Questi modelli avanzati hanno risposto a stimoli noti e prodotto ormoni come la ghrelina, nota come “ormone della fame,” che trasmette al cervello segnali sul bisogno di cibo. Tali modelli rappresentano, quindi, una risorsa potente per investigare la secrezione ormonale e comprendere i meccanismi che la regolano.
Sensori di nutrienti: nuove scoperte
Un’ulteriore scoperta fondamentale è stata l’identificazione del marcatore CD200 sulle cellule EEC umane, che ha permesso di isolare più efficacemente queste cellule dai modelli, agevolando l’analisi dei recettori di nutrienti sulla loro superficie. Attraverso avanzate tecniche di editing genetico come CRISPR, i ricercatori sono riusciti a disattivare alcuni recettori, osservando come questa manipolazione influenzasse il rilascio ormonale. La mancata attivazione dei recettori inibiva il rilascio di specifici ormoni, dimostrando così l’importanza cruciale di queste proteine nella regolazione della risposta intestinale.
Potenzialità terapeutiche e futuro della ricerca
L’abilità di influenzare il rilascio di ormoni intestinali apre nuove prospettive terapeutiche per le malattie metaboliche e i disturbi digestivi. Intervenendo sui sensori delle EEC, i ricercatori sperano di sviluppare terapie più mirate e personalizzate per regolare la digestione, la fame e l’assorbimento dei nutrienti. Le ricerche future si focalizzeranno sull’identificazione di ulteriori recettori e sulla comprensione di come queste cellule rispondano a differenti stimoli, con l’obiettivo di sviluppare farmaci capaci di modulare i circuiti ormonali dell’intestino in maniera specifica e mirata.
Un nuovo futuro per la biologia del microcosmo intestinale
L’utilizzo di modelli tridimensionali e tecniche d’avanguardia ha permesso importanti progressi nella comprensione del ruolo delle cellule endocrine nell’intestino. Questo studio costituisce una tappa significativa nel campo della biologia intestinale e prospetta nuovi orizzonti per il trattamento di malattie metaboliche e disturbi digestivi. Questi sviluppi, oltre a rendere l’intestino una delle aree di ricerca più avanzate, suggeriscono che comprendere e intervenire sul suo microcosmo complesso possa rappresentare la chiave per migliorare la salute e il benessere dell’intero organismo.
Fonti
Joep Beumer et al, Science (2024)