venerdì, Giugno 21, 2024
SpecialitàimmunologiaOsteoporosi e microbiota: il ruolo dei microRNA

Osteoporosi e microbiota: il ruolo dei microRNA

Il legame tra osteoporosi, microbiota e microRNA potrebbe portare a nuove prospettive per la prevenzione, l'identificazione e il monitoraggio dell'osteoporosi

Attraverso il microbiota potrebbe essere possibile controllare i microRNA (miRNA), che sono coinvolti nello sviluppo dell’osteoporosi. Negli ultimi anni, infatti, i miRNA sono emersi come biomarcatori per alcune patologie e da recenti ricerche sembra che potrebbero esserlo anche per l’osteoporosi. Indagare sul loro rapporto con la flora batterica e il rimodellamento osseo può essere importante per la prevenzione e il monitoraggio della malattia.

Osteoporosi, sistema immunitario e microbiota

Dal momento che l’osso è un tessuto plastico, soggetto a continuo rimodellamento, uno squilibrio nella sua regolazione porta a patologie. L’osteoporosi è dovuta a un eccessivo riassorbimento del tessuto osseo, a cui consegue una bassa densità minerale. Il sistema immunitario ha un ruolo fondamentale in questo processo, al punto che si parla di “osteoimmunologia” in riferimento al rapporto tra questo sistema e il rimodellamento osseo.

  • Le citochine infiammatorie, in particolare IL-1, IL-7 e TNFalfa, aumentano l’attività, l’attivazione e la sopravvivenza degli osteoclasti.
  • Le cellule T regolatorie riducono l’attività degli osteoclasti e controllano la produzione delle citochine.
  • Le cellule T helper 17 sono correlate alla perdita di densità ossea in menopausa.

Nel 2015, Ohlsson e Sjörgen hanno coniato anche il termine “osteomicrobiologia” per definire il rapporto funzionale tra ossa e microbiota, i migliaia di miliardi di microrganismi con cui abbiamo un rapporto di simbiosi mutualistica. In effetti, l’alterazione della composizione della flora batterica, soprattutto a livello intestinale, è correlata a diversi disturbi. Tra questi vi è l’osteoporosi, poiché il microbiota regola anche il rimodellamento osseo, tramite diversi meccanismi:

  • migliora l’assorbimento del calcio a livello intestinale;
  • aumenta la biodisponibilità di estrogeni;
  • favorisce l’azione della vitamina D;
  • modula le risposte immunitarie e il metabolismo osseo influendo sull’espressione dei miRNA.

Il ruolo dei microRNA nell’osteoporosi

I microRNA (o miRNA) sono sequenze lunghe 18-25 nucleotidi di RNA non codificante che regolano l’espressione genica. Legandosi a un mRNA target, infatti, ne provocano la repressione e/o la degradazione. Sono coinvolti in diverse patologie, come alcuni tipi di cancro, in cui potrebbero essere utilizzate come biomarcatori.

Nella crescita ossea i microRNA hanno un ruolo essenziale, poiché agiscono su geni coinvolti nel metabolismo osseo e in particolare in:

  • riassorbimento osseo;
  • mineralizzazione della matrice ossea;
  • metabolismo dello ione calcio;
  • differenziamento del tessuto osseo.

Per questo, come dimostrano numerosi studi sperimentali, i miRNA sono coinvolti anche nell’insorgenza dell’osteoporosi. La capacità del microbiota intestinale di intervenire nell’espressione dei miRNA sembra avere un ruolo in questo meccanismo. Alcuni esempi:

  • i batteri del genere Firmicutes, che aumentano significativamente nei pazienti con osteoporosi, da alcuni studi risultano modificare l’espressione di miRNA associati alla patologia, come miR-21;
  • la somministrazione di Klebsiella pneumoniae sembra comportare un aumento della produzione di miR-223/142, presente anche in alcuni soggetti con osteoporosi;
  • i generi Escherichia e Shigella possono modificare miRNA coinvolti nell’insorgenza di osteoporosi e sono più abbondanti in persone con osteopenia;
  • Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium bifidum influenzano l’espressione di alcuni miRNA associati all’insorgenza di osteoporosi in modelli animali.

In letteratura sono presenti anche studi contrastanti con questi risultati, dunque sarebbe bene approfondire le indagini.

Conclusioni

Grazie a questi risultati si aprono due prospettive interessanti.

  • Come riportato in alcune ricerche, i miRNA potrebbero essere usati come marcatori prognostici o diagnostici per l’osteoporosi. Risultano essere potenziali biomarcatori già per altre patologie, ad esempio alcuni tipi di cancro.
  • Poiché il microbiota influenza l’espressione di miRNA coinvolti nello sviluppo di osteoporosi, agire sulla flora batterica potrebbe costituire un’ottima prospettiva per il trattamento di questa malattia. Ad esempio, la cura dell’alimentazione, l’uso di probiotici e una maggiore cautela nell’uso di antibiotici potrebbero costituire un approccio a basso costo e più semplice di quanto sarebbe agire direttamente sulla regolazione dell’espressione genica, ad esempio attraverso i farmaci epigenetici.

Fonte: De Martinis M, Ginaldi L, Allegra A, Sirufo MM, Pioggia G, Tonacci A, Gangemi S. The Osteoporosis/Microbiota Linkage: The Role of miRNA. Int. J. Mol. Sci. 2020 Oct 21(23), 8887. doi: 10.3390/ijms21238887.

 

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