Una precoce esposizione a infezioni e/o antibiotici potrebbe comportare l’alterazione delle dinamiche tra microbiota e sistema immunitario con un conseguente aumento nel rischio di problematiche respiratorie. L’asse microbiota-sistema immunitario sembra quindi importante nel mantenimento e/o sostegno della salute dei neonati.

È quanto conclude lo studio di Andrew McDavid e colleghi dell’University of Rochester (New York), di recente pubblicato su iScience.  

Microbiota e maturazione del sistema immunitario

La funzionalità e la maturazione sia del sistema immunitario sia del microbiota nei primi anni di vita hanno un importante impatto sulla salute dell’ospite, nel breve e lungo termine. 

I fattori che influenzano sia il microbiota sia la risposta immunitaria in questa fase della vita sono però ancora poco chiari, nonostante una loro alterazione sia chiaramente correlabile a disturbi quali infezioni respiratorie, atopia o blocco della crescita. 

Per approfondire tali relazioni, i ricercatori statunitensi hanno seguito per un anno 148 neonati prematuri (36 settimane) e 119 a termine analizzandone e associando il profilo del microbiota intestinale e immunitario, linfociti T in particolare. 

Di seguito i principali risultati. 

Sulle basi di precedenti evidenze, è ragionevole supporre come l’evoluzione di linfociti T e microbiota sia età dipendente. È infatti stata dimostrato:

• non solo una dipendenza, ma anche una simultaneità di maturazione;
• esaminando i cambiamenti nella distribuzione dei linfociti T in relazione all’età si è visto come alla nascita i prematuri siano nettamente separati dai nati a termine, differenze annullate a un anno dal concepimento;
• linfociti T regolatori ed effettori sono arricchiti nelle prime fasi gestazionali per poi rientrare in livelli “tipici” nel post-gestazione.

Linfociti T, antibiotici e microbioma

Per caratterizzare meglio i cambiamenti nei linfoci T circolanti durante l’infanzia è stato poi approfondito il loro fenotipo in relazione a potenziali fattori influenzanti, dimostrando come l’esposizione a processi infiammatori o a trattamenti antibiotici in periodo prenatale sembrerebbe indurre determinati fenotipi linfocitari “atipici”, non la funzionalità della popolazione citochinica. 

Passando poi al microbiota, la sua maturazione sembrerebbe essere parallela a quella dei linfociti T in entrambi i gruppi (pre-termine e a termine). 

Analizzando i profili delle comunità batteriche in termini di composizione ed espressione per specifiche aree del corpo (community state types o CST) si è infatti visto come:

• 13 CST sono comuni all’apparato respiratorio (naso in particolare) e al microbiota intestinale nei primi mesi, con una generale predominanza di Staphylococcus;
• con il tempo il microbiota nasale e intestinale iniziano invece a differenziarsi. A cambiare espressione in particolare Enterobacteriales e Clostridiales a livello intestinale, Streptococcus e Corynebacterium nel tratto respiratorio;
• diversa espressione di CST anche in relazione alle tempistiche di nascita. nCST-1/2 e gCST-1/2/3 con predominanza di  Staphylococcus e Streptococcus sono infatti risultati più frequenti nei bambini pre-termine.

Combinando infine il profilo batterico con quello immunitario, 49 associazioni tra CST (nCST3, nCST8, nCST9, e gCST10 in particolare) e linfociti T sono risultate significative. Ad esempio: 

• un incremento nell’abbondanza relativa alla nascita indipendentemente dal tempo di gestazione è infatti stato osservato per due sottogruppi di CD4+, CD31+ e CD31- nel nel profilo nCST3, caratterizzato da una prevalenza di Staphylococcus e Streptococcus;
• bambini che hanno presentato un nCST3 per più tempo hanno anche registrato maggiori livelli di citochine infiammatorie (IFNg+/TNFa+) e cellule CD8+ T citotossiche (107a+) a un anno;
• linfociti T con fenotipo 5 (Tphe5) e il sottogruppo CD4+ FOXP3+ sono risultati più rappresentati in infanti con una breve durata nel nCST8, caratterizzato da una prevalenza di Alloiococcus;
• nCST9, con predominanza di Moraxella, ha mostrato associazione con un incremento in CD4 e CD8 citotossici e di memoria a un anno;
• una prolungata durata nel gCST10, profilo arricchito delle specie “buone” Veillonella e Bifidobacterium, sembrerebbe predire una minore espressione di citochine CD4+ e CD8+ a un anno. 

Il rapporto microbiota-sistema immunitario sembrerebbe quindi essere indipendente dall’età, ma caratterizzato da una correlazione bidirezionale tra cellule T e popolazione batterica. 

La differenziazione linfocitaria ha infatti mostrato potenzialità nel predire l’evoluzione del microbiota e, di contro, la funzionalità delle cellule immunitarie nel seguire l’esposizione batterica.

Non solo, le associazioni microbiota-cellule immunitarie potrebbero predire la salute respiratoria dell’ospite. Ad esempio, Alloiococcus, dominante in nCST8 e negativamente associato a Tphe5, ha mostrato una minore abbondanza in presenza di malattia acuta. Inoltre, un microbiota immaturo sembrerebbe duplicare il rischio di malattie respiratorie soprattutto in soggetti con uno sviluppo accelerato. 

Conclusioni

Per concludere quindi, attraverso l’osservazione longitudinale della composizione batterica e delle cellule immunitarie T, è stato possibile descrivere il loro co-sviluppo in relazione o meno all’età e alla salute dell’ospite a un anno d’età, sottolineando l’importanza di considerare quest’asse, microbiota-sistema immunitario, nel mantenimento e supporto al benessere degli infanti.