L’infanzia è un periodo critico in cui il sistema immunitario impara a combattere le infezioni, soprattutto polmonari. Un recente studio ha dimostrato che l’esposizione agli antibiotici nella prima infanzia altera i microbi intestinali, compromettendo lo sviluppo e la funzione delle cellule immunitarie che proteggono dalle infezioni polmonari. Tuttavia, questo danno può essere parzialmente invertito dal metabolita microbico inosina.
I risultati, pubblicati su Cell, suggeriscono dunque che i metaboliti batterici potrebbero essere utilizzati per rafforzare il sistema immunitario infantile dopo una precoce alterazione del microbiota.
«I nostri risultati mettono in discussione l’attuale visione dell’infanzia come una finestra di suscettibilità e la descrivono invece come un’opportunità per migliorare la salute polmonare», affermano i ricercatori.
Durante l’infanzia, l’intestino sviluppa diverse comunità microbiche che contribuiscono a plasmare il sistema immunitario. Tuttavia, l’uso di antibiotici nei neonati può alterarne la composizione, aumentando il rischio di gravi infezioni polmonari e problemi di salute a lungo termine. Ripristinare questo equilibrio è difficile: trattamenti come il trapianto di microbiota fecale si sono dimostrati promettenti per i neonati, ma comportano diversi rischi.
Joseph Stevens della University of Cincinnati College of Medicine, in Ohio, e i suoi colleghi hanno quindi deciso di studiare come l’uso di antibiotici influenzi lo sviluppo del sistema immunitario nella prima infanzia, sia nei topi sia negli esseri umani.
Problemi immunitari e antibiotici
Innanzitutto, i ricercatori hanno scoperto che la somministrazione di antibiotici comuni a femmine di topo gravide interrompe il naturale trasferimento di batteri intestinali benefici dalle madri ai cuccioli. Di conseguenza, i topi neonati presentavano un microbiota intestinale meno diversificato e con livelli minori di batteri “buoni”.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che infettare questi cuccioli con il virus influenzale causa una riduzione dei livelli di linfociti T CD8+ specifici per questo virus e un aumento dei danni polmonari e del tasso di mortalità rispetto ai topi nati da madri che non avevano ricevuto antibiotici.
Inoltre, in questi topi sono stati osservati difetti nei meccanismi di proliferazione e differenziazione di questi linfociti e una riduzione nei livelli di una proteina responsabile proprio di questi fenomeni, denominata NFIL3.
Successivamente, il team ha modificato geneticamente i topi in modo che i linfociti T CD8+ fossero privi di NFIL3. Questi topi presentavano un normale sviluppo del sistema immunitario generale, ma è stata osservata una ridotta proliferazione e un ritardo nella differenziazione dei linfociti T CD8+. Questi difetti sono risultati associati a una ridotta produzione di interferone-beta e a maggiori danni polmonari.
Inosina rinforza l’immunità
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che i neonati esposti ad antibiotici presentavano nei polmoni livelli ridotti di linfociti T CD8+, che sono risultati caratterizzati da una minore capacità di moltiplicarsi e di rispondere efficacemente alle infezioni, in modo simile a quanto osservato nei topi con microbiota alterato.
I neonati esposti ad antibiotici presentavano anche livelli più bassi di batteri benefici produttori di inosina, come Bifidobacterium. Dai dati ottenuti è emerso che questa molecola sembra in grado di potenziare la crescita e la funzionalità dei linfociti T CD8+ aumentando i livelli di NFIL3 e riducendo quelli di altre proteine che bloccano lo sviluppo di questi linfociti.
Il trattamento con inosina nei topi esposti ad antibiotici ha migliorato la loro risposta immunitaria al virus dell’influenza.
Questi risultati evidenziano il ruolo dell’inosina nel ripristinare una corretta funzione immunitaria quando il microbiota intestinale viene alterato in età precoce.
