Il diabete mellito è un problema di salute pubblica di primaria importanza in quanto presenta numerose complicanze, tra cui le ulcere del piede diabetico (DFU). Una volta che tali lesioni si sviluppano, la probabilità di amputazione degli arti inferiori aumenta di circa otto volte, e il tasso di mortalità a 5 anni tra i diabetici che subiscono amputazioni è di circa il 50%. Le DFU ospitano comunità microbiche che possono influenzare l’esito di guarigione e pertanto i ricercatori hanno condotto uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Current Research in Microbial Sciences, con l’obiettivo di comprendere meglio il ruolo di tali comunità microbiche e le possibili strategie terapeutiche attuabili.
DFU e colonizzazione microbica
Tra i fattori di rischio che contribuiscono allo sviluppo di DFU (neuropatia periferica, risposta immunitaria compromessa, insufficienza arteriosa, malattia vascolare periferica ecc.) ci sono i biofilm, formati da batteri provenienti da colonizzazioni di ferite e da fonti ambientali, che possono ritardare e/o impedire la guarigione delle ferite. Una volta che i microrganismi patogeni hanno accesso alla ferita, si replicano, formano biofilm e quorum sensing, che portano alla distruzione dei tessuti e a una risposta infiammatoria esacerbata. La composizione microbica della DFU è influenzata da fattori quali la durata della malattia, il precedente uso di antibiotici e le infezioni nosocomiali e tra i patogeni più frequentemente isolati da queste lesioni vi sono Staphylococcus, Streptococcus, Proteobacteria, Pseudomonas aeruginosa e batteri coliformi.
Differenza microbica tra DFU e altre ferite (non DFU)
È stata osservata una differenza di microbiota tra DFU e altre ferite. I campioni di DFU mostravano la presenza di generi come Proteus, Escherichia e Staphylococcus, mentre i campioni di altre ferite mostravano una maggiore abbondanza di Acinetobacter, Morganella e Prevotella, segnalati come patogeni opportunisti. Studi precedenti hanno identificato Proteus e Staphylococcus come patogeni chiave nelle infezioni croniche delle ferite, in particolare nei pazienti diabetici. L’abbondanza di questi generi nei campioni DFU può essere attribuita alla loro capacità di prosperare nell’ambiente anaerobico ad alto contenuto di glucosio delle ferite croniche, dove contribuiscono alla formazione di biofilm e alla resistenza agli antibiotici. Al contrario, l’elevata abbondanza di anaerobi obbligati e facoltativi, tra cui Prevotella, Morganella e Bacteroides, nei campioni di altre ferite è in linea con i profili microbici tipicamente osservati nelle ulcere da decubito.
Diversità microbica tra DFU in guarigione e croniche
Esiste una differenziazione dei profili microbici delle ulcere in fase di guarigione rispetto a quelle croniche. I campioni DFU guariti mostrano un microbiota meno patogeno e più diversificato, inclusi generi come Corynebacterium e Alcaligenes, indicando potenziali firme microbiche associate alla guarigione, mentre nei casi in cui l’infezione andava verso un peggioramento, si è riscontrato un arricchimento di taxa opportunistici e potenzialmente patogeni come Staphylococcus, Pseudomonas ed Enterococcus. Questi organismi sono comunemente associati a infezioni croniche delle ferite e possono contribuire a ritardare la guarigione o al deterioramento clinico. Inoltre, gli anaerobi facoltativi, in particolare Enterobacter, sono stati identificati come negativamente associati alla guarigione della ferita, fungendo da potenziali indicatori di prognosi sfavorevole. Ciò suggerisce che le DFU croniche spesso ospitano comunità microbiche più patogene che contribuiscono ulteriormente al ritardo della guarigione, probabilmente attraverso una maggiore produzione di fattori di virulenza e tossine nell’ambiente della ferita.
Ruolo di Pseudomonas aeruginosanelle ferite
Tra i patogeni identificati Pseudomonas aeruginosa è quello che si riscontra in tutte le coorti, sia DFU che non DFU, evidenziandone l’adattabilità, la resistenza immunitaria e il potenziale ruolo nella patogenesi dell’ulcera diabetica. Questo patogeno opportunista è noto per il suo arsenale di fattori di virulenza, tra cui la formazione di biofilm, elastasi ed esotossine, che contribuiscono alla degradazione dei tessuti e al ritardo nella guarigione delle ferite. Pseudomonas aeruginosa può eludere le risposte immunitarie dell’ospite attraverso il quorum sensing e sopprimendo l’attività dei neutrofili, consentendo una colonizzazione persistente nel microambiente della ferita. La sua versatilità metabolica, la diversità clonale e la resistenza a diversi antibiotici complicano ulteriormente l’elaborazione di un regime di trattamento adeguato delle infezioni croniche delle ferite.
Differenza di genere e batteri specifici
È stata osservata una differenza di microbiota in base al genere, con il genere femminile che mostrava una maggiore abbondanza di Pseudomonas sia nel gruppo DFU sia in quello non DFU, e il genere maschile che mostrava una maggiore abbondanza di Escherichia nei campioni DFU e di Acinetobacter nei campioni non DFU. Tali differenze sono potenzialmente legate a variazioni nella composizione del microbioma cutaneo, dovute a differenze nella fisiologia cutanea, nei livelli ormonali e nelle risposte immunitarie.
Metabolismo del glucosio e microbiota delle DFU
Soggetti con alti livelli di HbA1c mostravano abbondanza di Staphylococcus ed Enterococcus, generi batterici noti per la loro elevata capacità di formare biofilm, soprattutto in condizioni di iperglicemia. Inoltre, particolarmente degna di nota è stata l’associazione esclusiva di Proteus e Morganella con soggetti sottoposti ad amputazione, poiché questi organismi produttori di ureasi sono frequentemente implicati nella grave distruzione tissutale e nell’osteomielite. Questi risultati suggeriscono chiaramente che sia i fattori dell’ospite sia le condizioni metaboliche possono modulare la composizione del microbioma nelle ferite diabetiche croniche.
Vie metaboliche differenti tra DFU e non DFU
Le DFU hanno mostrato un’attività significativamente ridotta nelle principali vie metaboliche, inclusi il metabolismo dei carboidrati, degli aminoacidi e dell’energia, suggerendo una compromissione dell’efficienza metabolica microbica nelle ferite croniche. Da notare che le DFU guarite hanno mostrato una marcata sovraregolazione di tali vie in modo simile alle non DFU, il che potrebbe riflettere il ripristino della comunità microbica durante la guarigione. Al contrario, il profilo predittivo funzionale delle DFU peggiorate ha mostrato il potenziale funzionale più basso in tutte le categorie, in particolare nella degradazione degli xenobiotici e nel metabolismo dei lipidi, in linea con precedenti segnalazioni di disbiosi persistente nelle ferite non guarite. Le DFU intermedie hanno mostrato un’attività metabolica moderata, indicando uno stato di transizione. Questi risultati evidenziano collettivamente l’associazione tra disfunzione metabolica microbica e scarsi esiti delle DFU.
Conclusioni
Vengono fornite ulteriori prove del fatto che la cronicità delle ulcere cutanee e l’esito della guarigione delle ferite sono principalmente influenzate da alterazioni significative del microbioma della ferita. Approcci antimicrobici mirati basati su geni o taxa specifici, al posto di trattamenti ad ampio spettro, potrebbero essere più efficaci nella gestione delle ulcere cutanee del piede diabetico.
