Il ruolo del bilirubina
Il processo di colorazione dell’urina ruota attorno al bilirubina, un pigmento arancione che si forma quando l’emoglobina viene degradata alla fine del ciclo di vita dei globuli rossi, che dura circa 120 giorni. Il bilirubina può essere sia degradato che riassorbito nell’intestino, dove viene secreto attraverso la bile. Da oltre 125 anni sappiamo che un prodotto di questa degradazione, chiamato urobilina, è ciò che conferisce all’urina il suo colore giallo. Tuttavia, solo ora è stato scoperto l’enzima responsabile della sua produzione, chiamato bilirubina reduttasi (BilR).
La scoperta dell’enzima
Il team di ricerca ha esaminato diverse specie di batteri presenti nel microbioma intestinale umano, identificando nove ceppi in grado di ridurre il bilirubina, convertendolo in urobilinogeno, e 13 che non erano in grado di farlo. Analizzando i genomi dei ceppi capaci di questa conversione e confrontandoli con quelli che non lo erano, i ricercatori hanno individuato un insieme di geni omologhi a un enzima noto come 2,4-dienoil-CoA reduttasi, che riduce i doppi legami carbonio-carbonio, simile alla reazione di riduzione del bilirubina attesa.
La produzione dell’enzima
È stato inoltre scoperto che questo enzima è prodotto principalmente da batteri appartenenti al phylum Firmicutes, comuni nell’intestino umano. Alcuni geni bilR sono stati trovati anche in batteri appartenenti all’ordine Flavobacteriales, tipicamente presenti in ambienti acquatici e terrestri, suggerendo un possibile ruolo della bilirubina reduttasi nella degradazione del bilirubina o di metaboliti simili in altri ambienti.
La relazione con le condizioni di salute
Analizzando i metagenomi intestinali umani, il team ha scoperto che l’enzima è spesso assente nei neonati fino alla fine del loro primo anno di vita, periodo in cui il rischio di ittero neonatale è più elevato. L’ittero è causato dall’accumulo di bilirubina nel sangue. Inoltre, l’enzima è risultato mancante in un numero significativamente maggiore di persone affette da colite ulcerosa o malattia di Crohn rispetto a quelle senza queste condizioni.
“Ora che abbiamo identificato questo enzima, possiamo iniziare a indagare su come i batteri nel nostro intestino influenzino i livelli di bilirubina circolante e le condizioni di salute correlate come l’ittero”, ha affermato Xiaofang Jiang, coautore dello studio e ricercatore presso il NIH. “Questa scoperta getta le basi per comprendere l’asse intestino-fegato”.
“È notevole che un fenomeno biologico quotidiano sia rimasto inspiegato per così tanto tempo e il nostro team è entusiasta di poterlo finalmente spiegare”, ha dichiarato Brantley Hall, autore principale dello studio.