Il microbiota vaginale presenta una diversità microbica variabile a causa di vari fattori ambientali e di stile di vita. Tuttavia, è stato osservato che la dominanza di una particolare specie di Lactobacillus, Lactobacillus crispatus, è stata fortemente correlata a esiti favorevoli per la salute. Nonostante si conoscano le attività protettive di L. crispatus, i geni e le molecole precisi responsabili di questi effetti benefici, a differenza di quelli di taxa meno protettivi o patobionti, rimangono in gran parte sconosciuti. Per tale motivo i ricercatori hanno avviato uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista npj Biofilms and Microbiomes, per comprendere i meccanismi con cui L. crispatus partecipa alla modulazione immunitaria e al mantenimento della simbiosi vaginale dell’ospite.
Parete batterica e interazione batterio – ospite
Gli esopolisaccaridi (EPS) rappresentano uno dei componenti della parete batterica e, nelle specie di Lactobacillus, essi vengono sintetizzati da enzimi codificati in cluster genici organizzati, tra cui geni regolatori (epsA, epsC, epsD o epsB) rilevati in oltre il 48% dei campioni di L. crispatus, e epsE, una glicosiltransferasi chiave, rilevata in un numero inferiore di campioni (21,5%). Ciò suggerisce una sua regolazione più rigorosa e potrebbe essere punto di controllo chiave per la produzione di EPS. Per tale motivo è stato prodotto un ceppo mutante di L. crispatus carente di epsE, contenente una riduzione significativa del contenuto di D-glucosamina e D-galattosio e un aumento della D-galattosamina.
Ruolo degli EPS sulla capacità adesiva e sulla formazione di biofilm
Gli EPS sembrano essere dei mediatori nei meccanismi di interazione batterio-ospite. Queste molecole associate alla superficie batterica contribuiscono a mascherare e proteggere i batteri dal riconoscimento da parte dell’ospite, e a riconoscere specifici recettori sulle cellule ospiti, permettendo l’adesione iniziale e la colonizzazione. Inoltre ricoprono un ruolo fondamentale nelle interazioni batteri-intestino, tra cui la modulazione del sistema immunitario. Le molecole di superficie interagiscono con i recettori di riconoscimento dell’ospite, modulando la risposta immunitaria locale, sia in senso pro-infiammatorio che tollerogenico. Studi di perdita di funzione hanno mostrato come l’assenza di epsE riducesse la formazione del biofilm batterico e l’adesione all’ospite.
Ruolo di EPS nelle risposte immunitarie innate
Gli EPS sembrano anche influenzare l’immunità innata; si è infatti osservato che la presenza di EPS attiva sia le vie NF-κB sia i fattori di regolazione dell’interferone (IRF), entrambi cruciali per la difesa antimicrobica, potenziando la capacità dei monociti di contrastare le infezioni. In assenza di epsE si è osservata un’attivazione più forte del pathway IRF, con un aumento di circa 1,5 volte. Analizzando poi la risposta immunitaria ai batteri delle cellule della mucosa vaginale, e valutando i livelli di espressione di citochine pro-infiammatorie umane IL1β, IL6, IL8, si è osservato che l’esposizione a batteri con epsE non ha indotto cambiamenti significativi nella trascrizione di questi marcatori immunitari nelle cellule vaginali, mentre l’esposizione a batteri mutanti senza epsE ha sovraregolato IL1β, IL6 e IL8 a 6 ore, e IL1β e IL8 sono ulteriormente aumentate entro 24 ore, indicando una risposta pro-infiammatoria più elevata.
EPS e interazioni con mucosa vaginale
L’esposizione al ceppo selvatico di L. crispatus (contenente espE) ha portato a un lieve aumento della produzione dell’interleuchina IL-17C e delle chemiochine CXCL5, CXCL6 e CCL20 rispetto alle cellule epiteliali vaginali non trattate. Al contrario, il mutante carente di EPS non ha alterato l’espressione di CXCL5 e CXCL6, ma ha ridotto la regolazione della proteina costimolatoria CD40. L’assenza di epsE, inoltre, ha sovraregolato la citochina CSF-1, il fattore di crescita GDNF e la metalloproteinasi della matrice MMP-10, indicando un ruolo degli EPS nella modulazione di questi biomarcatori delle cellule epiteliali vaginali.
Conclusioni
L’EPS arricchito in D-glucosamina e D-galattosio di L. crispatus influenza le interazioni ospite-microbiota nella mucosa vaginale, supportando l’architettura del biofilm, limitando l’adesione e modulando le risposte immunitarie. Questi risultati evidenziano la presenza dell’EPS di L. crispatus come un fattore chiave per l’equilibrio immunitario e l’omeostasi epiteliale nella nicchia vaginale.
