Gli assi microbici rappresentano la comunicazione bidirezionale tra microbiomi situati in diverse regioni del corpo. Tra questi, attualmente, i ricercatori stanno focalizzando la loro attenzione sull’asse naso-intestino, poiché si ritiene che possa influenzare l’immunità e le malattie dell’ospite. Due ricercatori (da Nuova Zelanda e Nigeria) hanno pubblicato una review su Medicine in Microecology, che esplora le analogie e le differenze tra i due microbiomi al fine di poter identificare in quali patologie a disregolazione immunitaria, come l’asma, la rinosinusite cronica e le allergie, sia il microbiota intestinale sia quello nasale possono contribuire alla patogenesi.
Composizione del microbiota intestinale e nasale
Il microbioma intestinale, che risiede in un ambiente anaerobico ricco di nutrienti, è dominato da anaerobi obbligati dei phyla Firmicutes e Bacteroidetes, inclusi generi come Bacteroides, Faecalibacterium e Clostridium, che sono cruciali per la produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) e la modulazione immunitaria. Al contrario, il microbioma nasale presenta una distinta comunità di generi aerotolleranti e anaerobi facoltativi tra cui Staphylococcus, Corynebacterium, Moraxella e Streptococcus che hanno sviluppato adattamenti specializzati all’esposizione dell’ambiente nasale a ossigeno e particolato ambientale. Alcune specie residenti nel naso possono poi modellare il tono immunitario sistemico e l’attività antivirale stimolando le risposte epiteliali all’interferone. In dettaglio, le specie di Corynebacterium, possono limitare la colonizzazione di Staphylococcus aureus producendo metaboliti antimicrobici e interferendo con le vie di segnalazione della virulenza, mentre Dolosigranulum pigrum aumenta la produzione di IFN-β e interleuchina-6 (IL-6), diminuisce le chemochine infiammatorie e riduce la replicazione di SARS-CoV2 e il danno epiteliale.
Connessione nell’asse naso – intestino
L’asse naso-intestino mostra caratteristiche distintive come, ad esempio, una comunicazione più rapida attraverso i nervi trigemino e olfattivo. Questo consente ai composti microbici nasali di influenzare direttamente la funzione del sistema nervoso centrale e la motilità intestinale. Inoltre, i batteri commensali nella cavità nasale possono produrre composti antimicrobici, come i peptidi di Staphylococcus lugdunensis, che influenzano la resistenza alla colonizzazione locale e l’immunità epiteliale. In più, i microbiomi nasali e intestinali svolgono un ruolo importante nel plasmare le risposte immunitarie, sia locali sia sistemiche, come sistemi immunologici interconnessi. In ogni sito, il microbiota residente influenza l’immunità dell’ospite attraverso la presentazione dell’antigene, la modulazione della segnalazione infiammatoria e il mantenimento dell’integrità della barriera epiteliale.
Interazione immunitaria tra il microbiota nasale e quello intestinale
I metaboliti derivati dall’intestino, inclusi gli SCFA come il butirrato, possono entrare in circolo e potenziare le risposte antivirali nei tessuti distali della mucosa. Ad esempio, in un modello murino, è stato dimostrato che il butirrato potenzia l’espressione delle cellule T CD8+ nella mucosa nasale durante l’infezione influenzale, migliorando la clearance del patogeno. Al contrario, è stato osservato che le infezioni virali respiratorie che innescano la produzione nasale di interferone gamma (IFN-γ) diminuiscono l’abbondanza di specie di Lactobacillus nell’intestino. A livello locale, nell’intestino è stato dimostrato che batteri commensali come Bacteroides fragilis inducono cellule T regolatrici del colon sopprimendo così le risposte pro-infiammatorie Th17 e promuovendo la tolleranza immunitaria, mentre nella cavità nasale, il batterio commensale Corynebacterium accolens contribuisce all’omeostasi della mucosa attraverso un meccanismo che inibisce agenti patogeni respiratori come Streptococcus pneumoniae.
Influenza dei fattori ambientali sui due microbiomi
I fattori ambientali, quali ad esempio dieta e assunzione di farmaci, svolgono un ruolo cruciale nel plasmare le comunità microbiche. Ad esempio, l’utilizzo di antibiotici ad ampio spettro, come l’amoxicillina, riduce l’abbondanza di Bifidobacterium nell’intestino e Lactobacillus nelle vie nasali, consentendo a patogeni opportunisti come Clostridioides difficile e S. aureus di prosperare. Anche la composizione della dieta influenza ulteriormente l’ecologia microbica. Una dieta povera di fibre e ricca di grassi porta a una riduzione dei Clostridiales produttori di SCFA nell’intestino, compromettendo l’integrità epiteliale e la regolazione immunitaria. Inoltre, un’eccessiva assunzione di zucchero si associa a una maggiore abbondanza di Staphylococcus nel microbioma nasale, il che può aumentare lo stato infiammatorio delle vie respiratorie superiori e la sinusite. Infine, l’inquinamento ambientale determina effetti sistemici su entrambi i microbiomi, causando una riduzione dei batteri associati all’integrità della mucosa, Akkermansia nell’intestino e Corynebacterium nella cavità nasale.
Disbiosi nasale e intestinale
La disbiosi in entrambi i siti può amplificare l’infiammazione sistemica. Livelli nasali elevati di Moraxella sono stati associati ad un aumento delle immunoglobuline E sieriche, implicate nella sensibilizzazione allergica, mentre la crescita eccessiva intestinale di Enterobacteriaceae è collegata ad una maggiorproduzione di IL-6 e a un peggioramento della gravità dell’asma. A livello di interconnessione tra i due ambienti, la disbiosi intestinale che compromette la disponibilità di SCFA è associata a una deviazione verso l’immunità Th2, che aumenta l’iperreattività delle vie aeree, mentre la disbiosi nasale interrompe l’integrità della barriera e aumenta l’infiammazione locale e può potenziare il rilascio sistemico di citochine ed esacerbare l’infiammazione intestinale.
Implicazioni cliniche
L’interazione tra i microbiomi nasali e intestinali suggerisce la possibilità di individuare trattamenti innovativi per le malattie respiratorie e allergiche. Ad esempio, i probiotici orali (come i ceppi di Lactobacillus e Bifidobacterium) possono ripristinare l’equilibrio microbico intestinale e sopprimere l’infiammazione polmonare mediante rilascio di SCFA e aumento dei recettori T. Allo stesso modo, le terapie rivolte al microbioma nasale possono neutralizzare direttamente i patogeni. Ad esempio, il Corynebacterium pseudodiphtheriticum, un batterio nasale commensale, produce fattori che uccidono selettivamente lo S. aureus meticillino resistente nei seni paranasali, contribuendo così a smantellare i biofilm cronici. Studi clinici randomizzati e controllati mostrano che l’integrazione orale di simbiotici (ad esempio, Lactobacillus/Bifidobacterium più inulina o frutto-oligosaccaridi) riduce i sintomi clinici e i livelli di IgE nella rinite allergica, mentre i probiotici orali (come L. paracasei e L. fermentum) possono ridurre le manifestazioni dell’asma e migliorare la funzionalità polmonare.
Conclusioni
L’asse microbiota naso-intestino è una componente integrante dell’immunità mucosale e della salute sistemica. Gli studi discussi evidenziano che il microbiota nasale e intestinale non sono entità isolate, ma parti di una rete microbica-immunitaria interconnessa, in grado di influenzarsi a vicenda attraverso la segnalazione immunitaria, i metaboliti microbici e l’integrità della barriera. Queste interazioni hanno una chiara rilevanza clinica, plasmando la suscettibilità a condizioni come l’asma, la rinosinusite cronica e le malattie allergiche.
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