L’ictus acuto è una patologia cerebrovascolare acuta caratterizzata da un’elevata incidenza, alti tassi di disabilità e di mortalità. Si verifica comunemente nei pazienti anziani, e può compromettere il sistema nervoso centrale a vari livelli, a causa anche di una risposta infiammatoria che può aggravare il danno al tessuto cerebrale. L’ictus inoltre induce anche alterazioni sistemiche, che colpiscono in particolare l’apparato gastrointestinale. Per tale motivo alcuni ricercatori hanno cercato di caratterizzare il microbiota intestinale e i profili metabolici nei pazienti con ictus acuto ed esplorare la loro potenziale associazione con l’insorgenza di ictus. I risultati del loro studio sono stati pubblicati sulla rivista Frontiers in Microbiology,
Composizione del microbiota nell’ictus acuto
Analizzando campioni fecali di individui affetti da ictus acuto e controlli sani, mediante il sequenziamento dell’rRNA 16S, si è evidenziata a livello di phylum, una dominanza di Firmicutes, Bacteroidota e Proteobacteria, con un’abbondanza relativa di Firmicutes maggiore nel gruppo con ictus rispetto al gruppo controllo. A livello di genere, Bacteroides, Faecalibacterium, Escherichia-Shigella e Agathobacter erano predominanti e, analogamente ai phila, si è osservata un’abbondanza relativa di Faecalibacterium e Agathobacter più elevata nel gruppo ictus rispetto al gruppo controllo. A livello di taxa gli individui sani hanno mostrato una maggiore abbondanza di Proteobacteria e Bacteroidota, mentre i pazienti con ictus acuto hanno mostrato una maggiore abbondanza di Firmicutes.
Microbiota, ictus e infiammazione
Studi precedenti hanno mostrato come il microbiota dei pazienti con ictus è caratterizzato dall’abbondanza di batteri pro-infiammatori, come Prevotella ed Enterobacteriaceae, che promuovono il rilascio di citochine pro-infiammatorie, tra cui TNF-α, IL-6 e IL-1β, aggravando in ultima analisi la neuroinfiammazione e il danno cerebrale, e da una diminuzione di batteri benefici e antinfiammatori come Faecalibacterium prausnitzii e Bifidobacterium. Tuttavia, in questo studio, i ricercatori hanno trovato un’abbondanza di Faecalibacterium, Agathobacter, Dialister e Ruminococcus, riconosciuti per le loro proprietà antinfiammatorie, nel gruppo con ictus. Nel gruppo sano, invece, erano significativamente arricchiti Escherichia-Shigella e Bacteroides.
Discrepanza tra i risultati degli studi: ipotesi
Questa discrepanza tra gli studi potrebbe essere dovuta al meccanismo compensatorio della fase acuta, in cui l’organismo cerca di contrastare la risposta infiammatoria successiva a un ictus. Queste incongruenze riflettono probabilmente la complessità e la dipendenza dal contesto delle interazioni ospite-microbioma, dove il potenziale infiammatorio di uno specifico taxa microbico può variare a seconda di fattori legati all’ospite, della composizione del ceppo microbico e delle influenze ambientali. La fase iniziale dell’ictus, infatti, è caratterizzata da un’improvvisa insorgenza di sintomi entro pochi minuti o ore, che richiedono un intervento medico urgente. Un evento così improvviso potrebbe indurre rapidi cambiamenti nel microbiota intestinale. In risposta allo stato infiammatorio sistemico acuto, alcuni batteri antinfiammatori possono aumentare in abbondanza come parte di un meccanismo compensatorio per mitigare l’infiammazione. In particolare, generi come Faecalibacterium e Agathobacter potrebbero proliferare in condizioni di stress per contrastare l’infiammazione sistemica e mantenere l’omeostasi intestinale.
Metaboliti del microbiota intestinale e ictus
L’analisi dei metaboliti intestinali ha mostrato come, rispetto al gruppo controllo, 122 metaboliti sono stati significativamente sovraregolati nel gruppo ictus, come l’acido 6,9,12,15,18,21-tetracosaesaenoico, bufadienolide e cucurbitacina D, e questi risultano associati ai batteri antinfiammatori, come Faecalibacterium e Agathobacter, mentre sono stati significativamente sottoregolati 514 metaboliti, tra cui urobilina, acido adrenico e acido coldenico, che risultano negativamente correlati ai batteri antinfiammatori. L’aumento osservato di acidi grassi polinsaturi a catena lunga (PUFA) come l’acido 6,9,12,15,18,21-tetracosaesaenoico, insieme a metaboliti steroidei e triterpenoidi, potrebbe riflettere una risposta regolatoria compensatoria all’infiammazione e allo stress ossidativo, mentre la bufadienolide partecipa al metabolismo degli steroidi e alle vie di segnalazione infiammatoria, ed è stato riportato che inibisce la via TLR4/NF-κB, riducendo il rilascio di citochine pro-infiammatorie come IL-1β e TNF-α.
Disbiosi post-ictus
L’ictus induce alterazioni significative nella composizione del microbiota intestinale e, a sua volta, un microbiota intestinale alterato può influenzare l’infiammazione post-ictus e le risposte immunitarie. La ridotta diversità delle specie di Bacteroidota e la proliferazione batterica sono state identificate come caratteristiche chiave della disbiosi post-ictus. In dettaglio, nello studio l’abbondanza di Bacteroidota è risultata significativamente ridotta nei pazienti con ictus rispetto ai controlli sani, mentre l’abbondanza di Firmicutes è risultata significativamente aumentata. Questi cambiamenti nel microbiota intestinale sono implicati nel fornire neuroprotezione durante il danno cerebrale.
Conclusioni
Rispetto agli individui sani, i pazienti con ictus mostravano un’abbondanza significativamente maggiore di microbi antinfiammatori e di metaboliti quali l’acido 6,9,12,15,18,21-tetracosaesaenoico, la bufadienolide e la cucurbitacina D, fortemente correlati con l’arricchimento del microbiota antinfiammatorio. Queste interazioni microbio-metabolita potrebbero anche rappresentare potenziali bersagli terapeutici per interventi futuri, oltre a fornire potenziali biomarcatori microbici e metabolici per la diagnosi e il trattamento dell’ictus.
