Pazienti con rinosinusite cronica mostrano una minore espressione di Lactobacillus spp. rispetto a soggetti sani a livello dell’apparato respiratorio superiore. In particolare, Lactobacillus casei AMBR2, grazie alla sua capacità di adattarsi all’ambiente nasofaringeo e all’attività antimicrobica e immunomodulante, sembrerebbe il candidato ideale per essere somministrato come probiotico nel trattamento di questa e altre patologie.

Lo affermano Ilke De Boeck e colleghi della University of Antwerp (Groenenborgerlaan, Belgio) con uno studio di recente pubblicato su Cell Reports.

Il microbioma delle vie respiratorie

Il tratto respiratorio superiore è un’interfaccia fondamentale con l’ambiente esterno. Per il suo corretto funzionamento, è altrettanto fondamentale mantenere l’equilibrio della popolazione batterica che lo colonizza.

Nonostante lo studio sul microbiota respiratorio sia ancora agli inizi, promettenti sono le possibilità di utilizzarlo come target per nuove strategie terapeutiche.

Nel caso della rinosinusite cronica per esempio, il trattamento standard con antibiotici sta mostrando diverse criticità sia dal punto di vista dell’efficacia sia per il negativo impatto sulla componente batterica complessiva.

Per la messa a punto di nuove terapie è necessario però approfondire la conoscenza dei ceppi commensali.

A tal proposito, concentrandosi sui lattobacilli in quanto specie più espressa e maggiormente coinvolta nell’omeostasi batterica, i ricercatori ne hanno indagato caratteristiche genetiche e funzionali in pazienti sani e con rinosinusite cronica (RSC). Vediamo dunque i passaggi e risultati principali di questo ampio studio.

Cosa succede in presenza di sinusite cronica

Confrontando la composizione generale del microbioma del tratto respiratorio superiore dei due gruppi si è visto come il genere Lactobacillus sia ridotto nei pazienti rispetto ai controlli.

Più in dettaglio:

• LGC (Lactobacillus genus complex) significativamente più espresso nelle narici anteriori (87% vs 60% di prevalenza rispettivamente) e nasofaringe (80% vs 55%) dei controlli
• tra tutti i LGC, il gruppo Lactobacillus casei (Lacticaseibacillus) ha mostrato l’abbondanza maggiore a livello di nasofaringe (0.16% abbondanza relativa), seguito da Lactobacillus delbrueckii (Lactobacillus iners, 0.12%), Lactobacillus plantarum (Lactiplantibacillus, 0.12%), Lactobacillus sakei (Lactilactobacillus sakei, 0.09%)

Per studiarne le caratteristiche specifiche, L. rhamnosus, L. casei, L. sakei, e L. plantarum sono stati isolati da 100 volontari e messi in coltura per valutare le variazioni genetiche tra i diversi ceppi (strains) oltre che i meccanismi di adattamento ambientale, adesione e proliferazione.

Partendo dall’adattamento ambientale testando le condizioni tipiche (elevato flusso d’aria, stress ossidativo) si è visto che:

• nonostante le catalisi non siano enzimi tipicamente espressi da batteri lattici, in questi isolati respiratori sono stati identificati geni per catalisi eme- e manganese dipendenti in L. casei AMBR2, eme-dipendenti invece in L. sakei AMBR8 e L. plantarum AMBR9. Verificando l’attività catalitica, è stata confermata per L. casei AMBR2 in condizioni aerobie e anaerobie, per L. plantarum AMBR9 solo in presenza di ossigeno ma non per L. sakei AMBR8
• seppur differente, attività catalitica è stata dimostrata da tutti i taxa LGC con una maggior diffusione di quella eme-dipendente
• L. casei AMBR2 ha mostrato la resistenza allo stress ossidativo oltre che le maggiori capacità adesive grazie al sistema di secrezione SecA2/SecY2 per la produzione di proteine di adesione, non presente negli altri isolati e di strutture fibrillari di ancoraggio. L’adesione ha trovato conferma in vitro con cellule Calu-3. Buona adesione anche per L. sakei AMBR8

Lactobacillus casei AMBR2 antimicrobico e antinfiammatorio

Continuando quindi lo studio focalizzandosi su L. casei AMBR2 ne è stato registrato anche un effetto antimicrobico nei confronti dei principali patobionti del tratto respiratorio.

Inibita è infatti risultata in particolare la crescita di M. catarrhalis. Attivo anche contro S. aureus e H. influenzae.

Ridotta con l’incubazione di L. casei AMBR2 anche la produzione di IL-8, IL-1b e TNF (mediatori coinvolti nella RSC) rispetto ai livelli indotti dai soli patobionti suggerendo non solo una buona tollerabilità nell’ambiente cellulare ma anche un’attività immunomodulante e anti-infiammatoria.

Con lo scopo di validare queste osservazioni e supportati dalla sicurezza dimostrata finora da questi ceppi anche sull’uomo, a 20 volontari sani è stato somministrato L. casei AMBR2 in polvere spray per via intranasale (due volte/die per 2 settimane, 108 CFUs/puff).

La valutazione dell’avvenuta colonizzazione e persistenza è stata condotta 5 minuti dopo la prima somministrazione (T1) registrando la presenza del ceppo in tutti i campioni (4 x 106 – 4 x 108 CFUs), a 10-16 ore dall’ultimo puff (T2) con positività nel 73% (1.5×103 – 5×107 CFUs), e a 14 giorni dal termine del trattamento (T3) con solo due campioni positivi alla traccia batterica (circa 103 CFUs). La colonizzazione sembrerebbe quindi esserci anche se temporanea.

La presenza del ceppo indipendentemente dalla somministrazione esogena non sembrerebbe essere possibile considerando come in tutti i soggetti non ne sia registrata la presenza prima del trattamento.

La sicurezza della somministrata è stata poi monitorata con questionari relativi alla comparsa di eventuali effetti collaterali evidenziando solo minori conseguenze da imputare probabilmente alla via e modalità di applicazione (naso bloccato, starnuti ecc.).

Da ultimo, i livelli di PCR (proteina C-reattiva), segnale di infiammazione, sono risultati nel complesso normali sostenendone la tollerabilità anche immunitaria. L’eventuale traslocazione nel circolo sistemico ha inoltre dimostrato di non avvenire.

Conclusioni

Per riassumere quindi:

• i batteri lattici sono maggiormente espressi nelle vie aeree superiori di soggetti sani rispetto a pazienti con rinosinusite ricorrente
• Lactobacillus casei AMBR2 ha mostrato la maggiore adattabilità all’ambiente respiratorio oltre che ad attività antimicrobiche e immunomodulanti
• la somministrazione di Lactobacillus casei AMBR2 come probiotico per via intranasale sembrerebbe una valida possibilità (in attesa di ulteriori conferme) per il trattamento di disturbi infettivi locali