Un’alterazione della barriera vascolare intestinale favorisce la traslocazione batterica nel torrente circolatorio, facilitando così lo sviluppo di metastasi epatiche in presenza di tumore al colon-retto. Visto l’attivo coinvolgimento del microbioma, agire su batteri associati al tumore potrebbe quindi essere una valida opzione terapeutica.

È quanto si può riassumere dallo studio coordinato da Alice Bertocchi dell’IRCCS Humanitas Research Hospital di Milano, di recente pubblicato su Cancer Cell.

Barriera vascolare intestinale e microbiota

La porzione vascolare (GVB) della barriera intestinale è deputata al controllo dell’accesso di molecole e microrganismi nel circolo sistemico.

Patogeni, diete sbilanciate o farmaci sono le principali cause di una sua alterazione, con conseguente squilibrio dello scambio tra ambiente intestinale interno, sede del microbioma, e il circolo sanguigno.

Seppur in misura minore, tale effetto potrebbe essere causato dalla presenza, in particolari condizioni, di batteri commensali.

La traslocazione di ceppi intestinali è stata poi correlata con numerosi disturbi e patologie, tra cui lo sviluppo di metastasi, ossia la diffusione tumorale in distretti diversi dalla sua origine.

Concentrandosi sul tumore al colon-retto (CRC), per il quale sono frequenti metastasi al fegato ed è nota la correlazione con determinati ceppi batterici, i ricercatori hanno cercato di approfondire le dinamiche in vivo e su pazienti. Vediamo dunque i principali passaggi e risultati di questo ampio studio.

Lo studio sulle metastasi epatiche da tumore del colon

Investigando lo stato della GVB in presenza di tumore al colon-retto non metastatico (CRC, n=179 pazienti) vs controlli sani (n=10) si è visto come la frequenza di cellule PV-1+ tra le endoteliali CD31+ sia maggiore nel gruppo di pazienti rispetto ai controlli, con valori simili sia nel tessuto tumorale sia in quello sano, suggerendo come l’alterazione sia anche nella mucosa sana.

Volendo valutare meglio il ruolo della sottopopolazione PV-1, sono stati separati i soggetti che hanno sviluppato metastasi (n=79) o meno (n=100) dimostrando come possa essere considerato un biomarcatore prognostico di metastasi. Infatti:

• il gruppo con metastasi ha registrato livelli più alti di PV-1
• l’espressione di PV-1 ha mostrato associazione inversa significativa con il decorso clinico in termini di sopravvivenza totale o libera da malattia. Doppio anche il rischio di recidive nei pazienti con elevati valori di PV-1
• i pazienti metastatici con recidive hanno mostrato una minore infiltrazione di cellule T in sede tumorale primaria rispetto ai non recidivanti. Inaspettatamente, il livello di infiltrazione ha registrato correlazione inversa con PV-1
• elevati valori di PV-1 accompagnati alla presenza di metastasi ai linfonodi hanno mostrato un doppio rischio di recidive rispetto a chi, pur con metastasi linfonodali, aveva bassa espressione di PV-1

La valenza prognostica di PV-1 è stata quindi confermata in una coorte indipendente di 51 pazienti.

I ricercatori si sono poi focalizzati sulla componente batterica. Attraverso test di microscopia fluorescente si è visto infatti come pazienti con alti valori di PV-1 nella sede tumorale primaria abbiano anche una carica batterica maggiore a livello metastatico suggerendo un sostegno della traslocazione. Inoltre:

• come già evidenziato da studi precedenti, in sede metastatica i batteri hanno mostrato un accumulo vicino alle cellule cancerose SOX9+
• un indebolimento della barriera vascolare intestinale comporta non solo la disseminazione batterica a livello epatico, ma anche la promozione del processo immunitario e infiammatorio, entrambi fattori correlati alla formazione di nicchie pre-metastatiche
• i valori di PV-1 hanno mostrato una diminuzione in sede tumorale di modelli murini di CRC (ApcMin/+C3arKo) trattati con antibiotici, suggerendo come ceppi commensali possano essere coinvolti nell’omeostasi della GBV
• confrontando il microbiota in sede tumorale primaria (colon), fegato e feci, modelli di CRC con controlli sani, si è registrata una maggiore presenza batterica a livello epatico indipendentemente dal genotipo rispetto alle altre due sedi di prelievo. Una maggiore analogia è stata comunque osservata tra il profilo batterico di colon e fegato dei modelli con CRC rispetto ai controlli
• tra le specie identificate, E. coli è risultato comunemente espresso tra fegato e colon sia in modelli con CRC sia in controlli suggerendo una comunicazione inter-sede

E. coli sembrerebbe quindi essere attivamente coinvolto nella regolazione della GBV. Approfondendo ciò si è infatti dimostrato come dei quattro ceppi isolati, E. coli C17 somministrato per via esogena a modelli murini (C57BL/6) andasse a:

• aumentare i livelli PV-1 nei vasi sanguigni del colon a 24 ore, oltre che un aumento della disseminazione batterica epatica
• incrementare l’infiltrazione di macrofagi e monociti infiammatori, principali fattori di nicchie pre-metastatiche
• collocarsi principalmente all’interno di macrofagi e meno in altre cellule non immunitarie come gli epatociti suggerendo una sua “preferenza” per il tessuto tumorale ricco in macrofagi

Come controllo, L. paracasei CNM I-5220 rispetto a E. coli C17 è andato invece a stimolare meno l’espressione PV-1 e il reclutamento immunitario.

Ma a cosa si deve l’attività di E. coli? Sembrerebbe a due geni, Virf1 e/o Virf2, coinvolti nel sistema di patogenicità TTSS (type III secretion system), già dimostrato per Salmonella.

Seguendo infine nel tempo i modelli di CRC si è visto come un’alterazione della GVB sia correlata non soltanto a nicchie pre-metastatiche, ma anche a vere e proprie lesioni epatiche non riconducibili solo all’innalzamento dei livelli di PV-1.

Il trattamento antibiotico ha invece ostacolato la formazione di metastasi andando a monte a prevenire il disequilibrio della barriera.

Conclusioni

Il lavoro qui riassunto approfondisce quindi i meccanismi coinvolti nella progressione metastatica di CRC a livello epatico.

L’ambiente tumorale sembrerebbe alterare la barriera vascolare intestinale facilitando la traslocazione al fegato di ceppi batterici con conseguente infiammazione e sviluppo di nicchie pre-metastatiche.

Tra tutti, E. coli si è dimostrato uno dei ceppi più coinvolti in questa eziopatogenesi assieme ad aumentati valori di PV-1, possibile marcatore prognostico di metastasi da CRC.