3 Maggio 2013

Sesso, ormoni e… microbiomi

Il microbioma non è semplicemente qualche cosa che noi ospitiamo, ma una componente importante che partecipa nel definire ciò che noi siamo. L’evoluzione dei viventi non può essere quindi studiata limitandosi al solo genoma nucleare in grado di evolvere lentamente, ma è l’insieme ospite-simbionti ad essere oggetto della selezione naturale.

Variazioni nella composizione del microbioma, cioè l’insieme di esseri viventi che popolano il nostro organismo,  sono state associate all’insorgenza di diverse patologie (dal diabete all’obesità) e diverse evidenze sperimentali indicano che le abitudini alimentari e lo stile di vita possono influenzare le specie batteriche presenti nel nostro microbioma.

In una recente pubblicazione su Science, il gruppo di ricerca coordinato da Jayne Danska ha fatto una insolita e inattesa osservazione: il microbioma è influenzato dal sesso e influenza i livelli di ormoni steroidei. Secondo quanto pubblicato su Science, Danska e colleghi erano interessati a vedere che correlazioni vi fossero tra la composizione del microbioma e l’insorgenza di una forma autoimmune di diabete e si sono imbattuti in un risultato inatteso.

L’idea di base del progetto era di capire se la composizione del microbioma potesse favorire/sfavorire l’insorgenza di patologie autoimmuni. Per cercare di rispondere a questo quesito, Danska e colleghi hanno svolto la propria sperimentazione avvalendosi di topi come modelli sperimentali osservando una maggiore incidenza del diabete autoimmune nelle femmine rispetto ai maschi. L’eliminazione del microbioma intestinale portava però alla scomparsa della diversa suscettibilità al diabete nei maschi rispetto alle femmine, tanto che entrambi i sessi manifestavano il diabete con la stessa frequenza.

Come spiegare questa perdita di resistenza al diabete? L’analisi della composizione del microbioma indica che nei topi giovani  il microbioma è molto simile in maschi e femmine, mentre con la pubertà i loro microbiomi iniziano a differire per poi divenire stabilmente ben differenziati.  Per verificare il significato biologico di tali differenze, il gruppo di ricerca di Danska ha trasferito il microbioma di alcuni maschi in esemplari di femmine da cui è derivato un microbioma diverso sia da quello tipicamente maschile che da quello solitamente presente nelle femmine. Questo trasferimento rende le femmine con il nuovo microbioma maggiormente resistenti al diabete autoimmune.

In modo inaspettato però il trattamento di queste femmine con inibitori del testosterone le riportava ai normali livelli di suscettibilità suggerendo che la resistenza acquisita fosse dovuta a livelli aumentati di testosterone indotti dal nuovo microbioma. La conferma condotta attraverso una quantificazione del testosterone da un lato conferma la possibilità di usare il testosterone per controllare le malattie autoimmuni, ma dall’altro indica in modo sorprendente che il microbioma maschile influenza la produzione di testosterone innalzandola, tanto che se trasferito in esemplari femminili porta ad incrementare i livelli di testosterone anche in quest’ultimi. 
Questo conferma in modo molto evidente che il microbioma non è semplicemente qualche cosa che noi ospitiamo, ma una componente importante che partecipa nel definire ciò che noi siamo. L’evoluzione dei viventi non può essere quindi studiata limitandosi al solo genoma nucleare in grado di evolvere lentamente, ma è l’insieme ospite-simbionti ad essere oggetto della selezione naturale. Il vantaggio (anche evolutivo) di questo cambiamento nel modo di vedere i viventi è legato al fatto che l’insieme ospite-simbionti è una realtà dinamica che può cambiare non solo nel corso dell’evoluzione dei viventi, ma anche nel corso della vita del singolo individuo. A questo aspetto si deve poi aggiungere che la variabilità genetica necessaria all’evoluzione dei viventi non viene più ad essere obbligatoriamente presente nel genoma individuale, ma può trovarsi (ed in parte si trova) nei diversi genomi dei simbionti rendendo l’evoluzione non un confronto limitato tra individuo e natura, ma il risultato di mutevoli interazioni tra simbionti.
Mauro Mandrioli

 

Bibliografia:
Markle JG, Frank DN, Mortin-Toth S, Robertson CE, Feazel LM, Rolle-Kampczyk U, von Bergen M, McCoy KD, Macpherson AJ, & Danska JS (2013). Sex differences in the gut microbiome drive hormone-dependent regulation of autoimmunity. Science (New York, N.Y.), 339 (6123), 1084-8