Secondo l’Associazione italiana sclerosi multipla in Italia circa 144.000 persone convivono con la sclerosi multipla associata, nel 47% dei casi, anche ad altre patologie croniche concomitanti. Studi preclinici hanno dimostrato che alcuni batteri intestinali con strutture superficiali simili alla guaina mielinica possono stimolare la risposta immunitaria contro la mielina, accelerando la sclerosi multipla attraverso un fenomeno di “mimetismo molecolare”.
Per verificare questa ipotesi, Lena K. Siewert e colleghi dell’Università di Basilea hanno ingegnerizzato un ceppo attenuato di Salmonella enterica per esprimere il peptide della glicoproteina oligodendrocitaria mielinica (MOG35-55), utilizzando ovoalbumina (OVA 323-339) come controllo. I ceppi sono stati valutati sia in vitro sia in un modello murino di sclerosi multipla con cellule T transgeniche specifiche per MOG (TCR MOG), con l’obiettivo di verificare se la colonizzazione intestinale con Salmonella enterica che esprime il peptide MOG (Sal-MOG) potesse indurre una risposta immunitaria antigene-specifica nell’intestino e, in seguito, innescare neuroinfiammazione autoimmune.
I risultati dimostrano che batteri intestinali pro-infiammatori in grado di esprimere un autoantigene mielinico possono attivare cellule T autoreattive nell’intestino, favorendo la progressione della malattia. L’introduzione di batteri non infiammatori con caratteristiche simili potrebbe attenuare la risposta, aprendo la strada a possibili strategie terapeutiche basate sulla modulazione del microbiota volte a promuovere la tolleranza immunitaria. Il lavoro è uscito a dicembre 2025 su Gut Microbes.
Attivazione selettiva delle cellule T autoreattive
I ricercatori hanno utilizzato cellule T 2D2 transgeniche specifiche per MOG (TCR MOG) e, come controllo, cellule T OT-II specifiche per OVA. In un sistema di co-coltura in vitro, cellule dendritiche esposte ai ceppi ingegnerizzati (Sal-MOG o Sal-OVA), inattivati termicamente, hanno attivato esclusivamente le cellule T corrispondenti all’antigene espresso. Infatti, la differenziazione delle cellule T e la secrezione di citochine sono rimaste comparabili tra i gruppi. Tuttavia, solo i batteri che esprimevano MOG 35-55 hanno indotto una risposta immunitaria specifica.
Sal-MOG facilita neuroinfiammazione e altera la barriera ematoencefalica
Nei topi posti in condizioni prive di patogeni specifici (SPF), la colonizzazione con Sal-MOG non ha causato infezione sintomatica. Tuttavia, gli animali hanno sviluppato deficit motori, lesioni infiammatorie e demielinizzazione dei nervi motori nel midollo spinale. La somministrazione della tossina della pertosse ha accelerato l’esordio della malattia (entro 6-7 giorni) sia nel gruppo sperimentale sia in quello di controllo – sebbene con esordio ritardato – e aumentato la permeabilità della barriera ematoencefalica. L’analisi della distribuzione batterica ha mostrato che i ceppi erano prevalentemente confinati alle feci e, solo in rari casi, alle placche di Peyer o ai linfonodi mesenterici, senza evidenza di diffusione sistemica (milza o sangue). L’esame istologico dei campioni del SNC ha rilevato la presenza infiltrati infiammatori a livello delle fibre dorsali del midollo, un aumento di cellule T CD3⁺ e cellule mieloidi infiltranti il tessuto (Iba1+) e una potenziale proliferazione microgliale. Non sono stati rilevati infiltrati tissutali significativi di cellule B B220⁺ o un’alterazione del numero degli assoni. Nei topi germ-free (GF) colonizzati solo con Sal-MOG, la malattia clinica è comparsa dopo circa 15 settimane, con un aumento marcato di microglia/macrofagi Iba1 + nel midollo spinale. Anche in questo caso la somministrazione della tossina pertussica ha accelerato la progressione della malattia ed esacerbato l’encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE).
Attivazione dei linfociti T nei linfonodi mesenterici
Tre settimane dopo la monocolonizzazione con Sal-MOG, prima dell’induzione clinica della malattia, i ricercatori hanno osservato un’espansione di cellule immunitarie nei linfonodi mesenterici. L’analisi di sequenziamento dell’RNA a singola cellula (scRNA-seq) ha evidenziato una sovraespressione genica nelle cellule B (B220⁺) e soprattutto nelle cellule T CD4⁺ di memoria attivate. Nello specifico, il cluster T CD4 +-a ha mostrato una sovraespressione di Cd28 e Ccr7 – essenziali per la proliferazione cellulare durante lo sviluppo dell’EAE – Cd69, insieme a una downregulation del CD62L. Il cluster T CD4 +-c, invece, ha riportato una maggiore espressione di Cd74 e Cd44. Inoltre, i ricercatori hanno rilevato una proliferazione di cellule CD4⁺ produttrici di IL-17 nella lamina propria e una tendenza all’incremento di cellule doppio-positive a IFN-γ/IL-17 nei linfonodi. L’integrazione dei dati trascrittomici con il database SPOKE, un grafico che integra dati biomedici provenienti da oltre 40 database pubblici, ha rilevato una forte associazione tra cluster -a e malattie neurologiche e processi infiammatori – suggerendo un possibile collegamento con l’asse intestino-cervello – e nel caso del cluster -c, una correlazione con vie metaboliche, integrità della barriera intestinale e regolazione trascrizionale.
Attivazione e maturazione delle cellule B nei linfonodi
I topi monocolonizzati con Sal-MOG hanno riportato anche un’attivazione delle cellule B, in particolare nei cluster -a e -b, con una sovraespressione dei geni chiave, tra cui Fos, Jun, Stat1 e Stat3. Inoltre, la sovraregolazione del gene Ighg3 a scapito di pre-BCRVpreb3 nel cluster -a, suggerisce un passaggio da cellule B immature a mature. Infatti, nel siero del gruppo sperimentale sono stati rilevati anticorpi reattivi a MOG35-55. L’analisi SPOKE ha rivelato un arricchimento nei percorsi di attivazione immunitaria classica e associati all’intestino (cluster -a), insieme ad aspetti correlati all’asse intestino-cervello come rigenerazione assonale e infiammazione del colon (cluster -b).
L’induzione della malattia da parte dei batteri intestinali non è limitata alla Salmonella
Infine, la patogenicità non è risultata specifica di Sal-MOG. Anche l’impiego del ceppo commensale di Escherichia coli MP1, progettato per esprimere MOG35-55 o OVA323-339, ha indotto la malattia – in seguito alla somministrazione della tossina della pertosse – sebbene con un decorso più lieve. I topi GF hanno mostrato livelli di espressione di CD69 più elevati nelle cellule T CD4⁺, ma nessun incremento significativo di linfociti B né la presenza di anticorpi anti-MOG.
Conclusioni
Il fenomeno del mimetismo molecolare intestinale può rappresentare un potenziale meccanismo di innesco o amplificazione della sclerosi multipla, aprendo la strada a possibili strategie terapeutiche basate sulla modulazione del microbiota volte a promuovere tolleranza immunitaria. Tuttavia, saranno necessari ulteriori studi per chiarire aspetti come il contributo delle diverse cellule intestinali presentanti l’antigene e il ruolo della permeabilità intestinale.
