Quando le donne sono incinte e allattano i loro bambini, il loro corpo cambia e vari organi, come il seno o il sistema immunitario, si adattano per garantire la salute sia della madre che del bambino. Ciò accade durante tutta l’evoluzione in tutti i mammiferi. Un gruppo di ricerca internazionale guidato da Josef Penninger e Masahiro Onji, dell’Università di Medicina di Vienna, riporta ora la sorprendente scoperta che l’intestino cambia completamente anche nelle donne incinte e che allattano, con conseguente raddoppio della superficie intestinale e una sorprendente riorganizzazione strutturale. I ricercatori forniscono anche la prima prova genetica e meccanicistica di come questa espansione epiteliale intestinale avviene nelle madri, con implicazioni dirette per la salute transgenerazionale dei bambini. Lo studio è pubblicato su “Natura.”
Un team multinazionale guidato da Josef Penninger (MedUni Vienna, IMBA — Institute of Molecular Biotechnology, Vienna, University of British Columbia, Canada, Helmholtz Center for Infection Research, Germania) ha osservato che i villi intestinali si riorganizzano durante la gravidanza e l’allattamento al seno e si ingrandiscono significativamente, raddoppiando la loro superficie. Gli studi sono stati condotti su topi geneticamente modificati e organoidi intestinali di topi e esseri umani: tessuti tridimensionali auto-organizzati derivati da cellule staminali nell’intestino. Dal punto di vista meccanicistico, i ricercatori hanno identificato il sistema recettore RANK/ligando RANK (RANK/RANKL) come la chiave dell’ingrossamento dei villi dell’intestino tenue durante la riproduzione, che è regolato dagli ormoni sessuali e dell’allattamento. Quando i topi sono stati progettati in modo che non avessero il sistema RANK/RANKL nell’intestino, l’espansione dei villi durante la gravidanza e l’allattamento al seno era significativamente compromessa.
Importanza fondamentale per l’evoluzione
Per decenni, i ricercatori hanno studiato il sistema RANK/RANKL come facilitatore chiave di processi essenziali e conservati dal punto di vista evolutivo. Il gruppo Penninger ha già individuato funzioni chiave del sistema RANK/RANKL nel ricambio osseo, nella biologia della ghiandola mammaria, nel cancro al seno e nella tolleranza immunitaria in gravidanza, contribuendo allo sviluppo di farmaci contro la perdita ossea utilizzati da milioni di persone. sono in corso studi clinici per la prevenzione del cancro al seno e le immunoterapie contro il cancro. I ricercatori hanno ora scoperto che questi cambiamenti intestinali, che sembrano essere completamente reversibili quando si interrompe l’allattamento, sono importanti per un’alimentazione e un nutrimento adeguati dei bambini. “Il nostro studio dimostra che la compromissione di questa espansione intestinale dovuta alla mancanza del sistema RANK/RANKL durante la gravidanza modifica il latte delle madri che allattano. Ciò si traduce in un peso inferiore dei bambini e conseguenze metaboliche transgenerazionali a lungo termine”, afferma l’autore principale autore Masahiro Onji. “Le madri hanno bisogno di mangiare per se stesse e per i loro bambini. Questi nuovi studi forniscono per la prima volta una spiegazione molecolare e strutturale di come e perché l’intestino cambia per adattarsi alla maggiore richiesta di nutrienti da parte delle madri, che è probabilmente il caso di tutte le donne in gravidanza e in allattamento. mammiferi”, aggiunge il responsabile dello studio Josef Penninger.
Il modo in cui le madri si adattano alle esigenze della gravidanza e dell’allattamento rimane una questione centrale dell’evoluzione e della salute umana. Durante questa fase, gli ormoni femminili influenzano più organi per controllarne e modificarne la struttura e le funzioni, il che è fondamentale per la salute della madre e lo sviluppo della prole. Era noto che le donne incinte hanno una maggiore richiesta di nutrienti. Tuttavia, questo aspetto fondamentale finora non è stato ben studiato: “Identificando il sistema RANK/RANKL come la forza trainante dell’adattamento intestinale durante la gravidanza e l’allattamento, il nostro studio contribuisce a una comprensione più profonda dei processi biologici che sono di fondamentale importanza per l’evoluzione e la salute umana”, afferma Josef Penninger, riassumendo l’impatto dei risultati.
Questa massiccia espansione è controllata dagli ormoni sessuali e della gravidanza, che modificano le cellule staminali nell’intestino attraverso il sistema RANK/RANKL e quindi danno alla cellula intestinale un segnale di sopravvivenza per crescere molto più grandi. Questa crescita porta quindi a un quasi raddoppio della superficie intestinale, che aumenta anche il meccanismo molecolare per l’assorbimento di zuccheri, proteine e grassi, e porta persino a un profondo cambiamento architettonico nei villi intestinali, che probabilmente rallenta il flusso. di cibo, massimizzando ancora una volta l’assorbimento dei nutrienti. Josef Penninger: “Il nostro team ha scoperto un nuovo, sorprendente modo in cui il corpo della madre cambia per mantenere i bambini sani. Quasi nessuno lo sapeva, a parte alcuni vecchi studi che sono stati in gran parte dimenticati. Abbiamo anche scoperto che questo sistema, attraverso le cellule staminali , possono influenzare direttamente i tumori nell’intestino; forse possiamo imparare dalle madri incinte e che allattano a ricollegare in modo reversibile questo sistema per sviluppare nuovi trattamenti e una migliore comprensione del cancro intestinale o della rigenerazione dell’intestino”.
Lo studio è frutto di una stretta collaborazione tra l’Università di Medicina di Vienna, l’Istituto di biotecnologia molecolare dell’Accademia austriaca delle scienze di Vienna, il Life Sciences Institute di Vancouver, il Centro Helmholtz per la ricerca sulle infezioni, Braunschweig, l’Istituto Hubrecht, Utrecht, e l’Università di Kiel. Hanno partecipato anche ricercatori dell’Università di Tokyo e dell’Università di Cambridge.
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