Le caratteristiche espresse dal microbiota nasale umano prima di contrarre l’infezione respiratoria da rinovirus determinano la severità dei sintomi clinici dimostrando inoltre, a posteriori, di non essere alterato né dal virus né dall’eventuale somministrazione orale di probiotici.

È quanto afferma lo studio coordinato da Makus J. Lehtinen (Global Health & Nutrition Science, DuPont Nutrition and Health, Kantvik, Finlandia) e pubblicato su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature.

I rinovirus sono le cause principali di infezioni respiratorie che si manifestano generalmente con sintomi strettamente correlati alla risposta infiammatoria innata. Recenti studi hanno dimostrato come il microbiota sia in grado di influenzare proprio questo meccanismo di difesa in seguito a infezioni virali nonostante i dati disponibili siano ancora scarsi.  

Ad esempio, bambini con un profilo microbico fecale dominato da Bacteroides hanno mostrato maggiore probabilità di essere affetti da bronchiolite rispetto a quelli con microbiota caratterizzato da Enterobacter/Veillonella suggerendo come, modulando la composizione batterica fecale, si possa intervenire nelle infezioni respiratorie.

Nonostante le infezioni da rinovirus si manifestino in sede respiratoria, le evidenze che le collegano al microbioma nasale sono ancora minori rispetto a quelle sul microbioma fecale.

A questo proposito, i ricercatori finlandesi e americani hanno analizzato tamponi e lavaggi nasali, oltre che campioni fecali ed ematici, raccolti da 152 volontari sani precedentemente inclusi in un altro studio condotto dall’Università della Virginia e volto a verificare gli effetti del probiotico Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bl-04 (Bl-04) per via orale sulla risposta infiammatoria, il carico virale a livello nasale e i sintomi dell’infezione da rinovirus.

Di seguito una rappresentazione grafica delle fasi dello studio e delle tempistiche di raccolta dei campioni ripresa dall’articolo originale, indispensabile per la comprensione dei risultati che andremo a descrivere.

L’obiettivo del presente studio è invece quello di analizzare la correlazione tra microbiota nasale e fecale dell’ospite, la somministrazione del probiotico e i risultati clinici dell’infezione virale. Ecco dunque i risultati ottenuti.

Caratteristiche del microbiota fecale

Dall’analisi dei tamponi nasali è stato dimostrato che:

• Complessivamente, Firmicutes (51%), Actinobacteria (29%), Proteobacteria (19%) sono i phyla principali mentre a livello di genere troviamo Staphylococcus (30%), Corybacterium (25%), Alloiococcus (13%) e Moraxella (5.9%)
• Sono 6 i distinti clusters che caratterizzano i campioni nasali raccolti denominati in base al genere dominante ovvero Staphylococcus (Staph), Croynebacterium/Alloioccoccus (Cor/All), Moraxella (Mor), Haemophilus (Hae), Pseudomonadaceae/Misto (Ps/Mix) e Misto
• Al baseline (D-28), i cluster più frequenti sono risultati essere quello Cor/All (51%) e Staph (31%)
• Né l’infezione da rinovirus né la somministrazione del probiotico hanno alterato la distribuzione dei clusters o l’abbondanza relativa dei taxa
• L’alpha-diversity è risultata complessivamente differente tra i clusters mostrando i valori maggiori in quello Ps/Misto mantenendosi tuttavia stabile all’interno dello stesso cluster durante tutto lo studio
• La prevalenza dei clusters è risultata associata alla stagionalità. Solo i campioni raccolti in autunno hanno infatti presentato in D0 il cluster Ps/Misto.

Microbiota nasale e risposta infiammatoria

I ricercatori hanno quindi valutato se i singoli clusters fossero associati a particolari concentrazioni di marcatori infiammatori e carica batterica in D0-D5 analizzando i campioni di lavaggio nasale.

• La concentrazione di chemochine CCL2 e CCL20 è risultata maggiore in D5 rispetto a D0 nel cluster Mor, minore accrescimento in quelli Staph e Cor/All
• IL-8, IP-10 e IL-1β hanno mostrato cambiamenti di concentrazione simili in tutti i clusters
• Il cluster Staph ha presentato le minori alterazioni dei livelli di IL-6 e CCL20 se comparati rispettivamente a Cor/All, Mor e Ps/Misto
• Complessivamente il cluster Staph ha dimostrato i minori cambiamenti di marcatori infiammatori nasale tra D0 e D5, il Mor quelli maggiori

Microbiota nasale e carica virale

L’infezione virale è risultata positiva in 127 dei 152 soggetti inclusi. Sono state dunque analizzate le differenti cariche virali in D0 tra i vari clusters. Nel complesso i clusters influenzano in maniera notevolmente diversa la carica virale in D0, nel dettaglio:

• Il cluster Ps/Misto ha presentato il minor titolo virale al giorno 5 rispetto a Staph e Mor
• Nessuna differenza significativa si è registrata nel titolo anticorpale specifico tra i clusters in D0

Microbiota nasale e severità dei sintomi

I dati relativi ai sintomi “da freddo” (naso gocciolante, starnuti, mal di gola ecc.) sono stati collezionati in D1-D5 attraverso la scala WURSS-21 (Wisconsin Upper Respiratory Symptom Score) e confrontati tra 4 clusters (Staph, Cor/All, Mor e Ps/Misto). L’effetto generale dei clusters in D0 non influisce statisticamente sul punteggio sintomatico nonostante siano state osservate minori differenze.

• Il punteggio WURSS-21 è risultato inferiore se associato al cluster Cor/All rispetto a Staph e Ps/Misto
• Ps/Misto ha presentato il punteggio maggiore riferito ai sintomi tussivi
• Tra i sintomi, solo la severità della rinorrea è risultata associata ai cambiamenti di alpha diversity in maniera direttamente proporzionale

Bl-04, infezione virale e microbiota nasale

È stata poi valutata la presenza del probiotico Bl-04 nella cavità nasale di 52 soggetti attraverso qPCR andando a confrontare i dati con altri individui trattati con placebo.

• Ad eccezione di uno, tutti i campioni degli individui trattati con placebo sono risultati negativi per Bl-04
• Nel gruppo trattato, Bl-04 è stato riscontrato in meno del 18% dei campioni dopo il suo supplemento e in meno del 10% durante l’infezione virale
• Nessuna differenza significativa in termini di abbondanza a livello di phylum e genere è risultata tra i due gruppi
• Né il probiotico né l’infezione da rinovirus ha comportato cambiamenti dell’alpha diversity o della beta diversity indicando la stabilità batterica in entrambe le situazioni

Bl-04 e microbiota fecale

Analogamente al microbiota nasale, il supplemento del probiotico per via orale non ha determinato cambiamenti significativi a livello di quello fecale sia in termini di alpha e beta-diversity che di composizione.

In conclusione dunque, possiamo affermare che:

• Il microbiota nasale di adulti sani è raggruppabile in sei distinti clusters
• Ogni clusters sembrerebbe associato a una differente risposta infiammatoria, titolo virale e severità dei sintomi
• L’infezione da rinovirus e la somministrazione di probiotico Bl-04 per via orale non hanno un impatto rilevante sul microbiota fecale e nasale

Sulla base di queste evidenze che confermano il ruolo del microbiota nasale nelle infezioni virali, gli autori suggeriscono perciò ulteriori studi con lo scopo di valutare l’eventuale effetto di una somministrazione di probiotico per via intra-nasale invece che orale nel modificare l’andamento delle infezioni respiratorie da rinovirus o da altri agenti patogeni.