Il microbiota intestinale, conosciuto da tutti come microflora intestinale, svolge un ruolo fondamentale nello sviluppo e nel mantenimento della funzione del sistema immunitario e nella regolazione del peso corporeo. Nuovi studi suggeriscono che il microbiota potrebbe essere coinvolto anche nella via di comunicazione tra centro e periferia chiamata asse intestino-cervello, modulando le funzioni cerebrali e infine il nostro comportamento. Per esaminare in modo dettagliato la connessione tra microbiota e cervello, Paola Tognini, ricercatrice del dipartimento di ricerca traslazionale dell’Università di Pisa, in collaborazione con il professor Tommaso Pizzorusso della Scuola normale superiore, hanno studiato come segnali provenienti dai batteri intestinali possano influenzare la plasticità neuronale. Lo studio, dal titolo The gut microbiota of environmentally enriched mice regulates visual cortical plasticity, è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale Cell Reports ed è frutto di una collaborazione tra Università di Pisa, Scuola normale superiore, Istituto di neuroscienze del Cnr, Fondazione Stella Maris e Università di Milano.
La plasticità neuronale
“La plasticità cerebrale o neuronale – spiegano Paola Tognini e Tommaso Pizzorusso – è la capacità del nostro cervello di cambiare in risposta a stimoli provenienti dall’ambiente esterno e/o in risposta alle nostre esperienze. Il cervello è più plastico, e quindi tende a modificarsi durante l’età giovanile, mentre i suoi circuiti sono più stabili e quindi resistenti al modificarsi durante l’età adulta. Nel nostro studio abbiamo cercato di capire se segnali provenienti dal microbiota intestinale potessero riattivare la plasticità nel cervello adulto. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo sfruttato il sistema visivo come modello, proprio perché gli animali adulti normalmente non mostrano plasticità in questa area del cervello”. I ricercatori hanno allevato i topolini in un ambiente particolare caratterizzato da un incremento nelle esperienze sensoriali, sociali e che favorisce l’attività fisica. Questi topi, definiti arricchiti, avevano un microbiota differente da quello dei topi allevati nelle classiche gabbie da laboratorio e mostravano plasticità cerebrale, come accade negli animali giovani. Tuttavia, quando questi topi erano privati del loro microbiota, la riattivazione della plasticità neuronale era completamente annullata, suggerendo che segnali provenienti dall’intestino fossero responsabili dell’effetto. Infine, il trasferimento del microbiota intestinale tramite trapianto fecale da topi arricchiti plastici a topi standard, che non hanno un cervello plastico, causava un aumento di plasticità neuronale nei topi riceventi.
Esperienza intestino-cervello
“Il nostro studio introduce un concetto nuovissimo, ossia quello dell’esistenza di una connessione esperienza-microbiota intestinale-cervello: le nostre esperienze non solo influenzano il cervello direttamente ma anche tramite segnali provenienti dal nostro intestino”. Allo studio hanno dato un fondamentale contributo anche i giovani dottorandi della Scuola normale superiore Leonardo Lupori e Sara Cornuti. L’implicazione dei risultati raggiunti con questo studio è ampia e non limitata ai sistemi sensoriali e alla corteccia visiva. Infatti, la ricerca potrebbe aprire nuove frontiere per promuovere la plasticità neuronale in malattie del neurosviluppo o neurodegenerative, basandosi su strategie terapeutiche atte a modulare l’asse intestino-cervello.