Determinate specie di batteri intestinali, in seguito all’indebolimento della barriera, possono migrare verso altri organi scatenando la risposta immunitaria la quale comporta, in certi casi, lo sviluppo di patologie autoimmuni vere e proprie. Antibiotici o vaccini specifici sono risultati essere valide opzioni terapeutiche.
A dimostrarlo è uno studio dell’Università di Yale, condotto dal team di S. Manfredo Vieira e di recente pubblicazione in Science.
L’integrità della barriera intestinale è fondamentale per prevenire l’innesco della risposta immunitaria successivamente alla fuoriuscita batterica.
Nel caso questo dovesse avvenire, in condizioni fisiologiche, sono previsti diversi meccanismi di difesa. Tuttavia, se anche questi fossero alterati o non funzionanti, i linfonodi mesenterici (MLNs) e il fegato diventano gli organi principalmente coinvolti nella soppressione batterica.
Nonostante recenti studi abbiano dimostrato come in individui sani le specie commensali possano trovarsi anche nei tessuti linfoidi associati all’intestino stesso, non è stato ancora chiarito se un loro trasferimento sia in grado o meno di indurre la risposta autoimmune sistemica.
Tra le malattie autoimmuni troviamo il lupus eritematoso sistemico (SLE), caratterizzato da un eccesso di attività di vari mediatori quali TLR7 o IFNs e, nei modelli di topo germ-free, anche di ERVgp70 (endogenous retrovirus glycoprotein 70) e β2GPI (antiphospholipid β2- glycoprotein I).
Traslocazione di batteri intestinali nel Lupus eritematoso sistemico
Basandosi su queste evidenze cliniche, i ricercatori hanno perciò valutato se in modelli murini predisposti a risposte autoimmuni, gli (NZWxBXSF)F1, la traslocazione dei batteri intestinali determinasse cambiamenti relativi a dsDNA (anti-double-stranded DNA), IFN, anti- ERVgp70 e anti- β2GPI.
È stato inoltre verificato se la risposta immunitaria innescata trovasse risoluzione dalla somministrazione di antibiotici o vaccini. Come confronto non modificato, perciò non predisposto in termini immunitari, sono stati considerati i modelli C57BL/6.
Mortalità, livelli di anticorpi anti-lupus specifici e manifestazioni autoimmunitarie generali nei topi NZWxBXSF)F1 sono complessivamente diminuite in seguito al trattamento con vancomicina o ampicillina confermando il coinvolgimento di Gram+ nella patologia. Sono risultati notevolmente migliorati anche i parametri anti-dsDNA, anti-autoanticorpi RNA, anti- ERVgp70 e anti- β2GPI.
Inoltre, attraverso la somministrazione dell’agente fluorescente FITC è stato possibile notare una rilevante disparità funzionale a livello della barriera intestinale tra i due tipi di modelli animali.
A 16 settimane è stato invece possibile registrare una marcata crescita batterica nelle vene mesenteriche, nei MLNs e nel fegato, per poi coinvolgere anche la milza nelle successive due settimane. Anche la traslocazione è stata soppressa grazie a vancomicina o ampicillina.
Analizzando poi le colonie batteriche neoformate con sequenziamento 16S rDNA è emerso Enterococcus gallinarum, un Gram+ commensale sia nell’uomo che al topo a livello intestinale, in tutti i siti considerati dei NZWxBXSF)F1, non risultando invece nei modelli di controllo.
Per verificare se E. gallinarum fosse realmente responsabile dell’induzione della via pro-infiammatoria e dell’alterazione strutturale della barriera intestinale, i ricercatori hanno determinato il suo profilo RNA attraverso la monocoltura in C57BL/6 comparandolo poi con quello di E. faecalis e Bacteroides thetaiotamicron.
Soltanto la presenza di E. gallinarum ha mostrato di ridurre i livelli delle molecole tipicamente implicate nel regolare le funzionalità della barriera (occludina, claudina, Plvap o Axin2 ecc), oltre che dello strato mucosale (mucina-2 ecc) e delle difese antimicrobioche (Reg3, Defa2 ecc). Incrementate sono risultate invece quelle pro-infiammatorie quali Cxcr2, AhR/Cyp1a1 o Enpp3. I relativi cambiamenti strutturali che questi alterate espressioni comportano sono stati confermati visivamente attraverso un microscopio monofocale in entrambi i modelli dopo l’inoculazione del batterio.
E. gallinarum ha dimostrato di influenzare anche i mediatori immunitari negli altri organi coinvolti. Nel fegato dei topi NZWxBXSF)F1, ad esempio, ha promosso la sintesi dell’autoantigene ERVgp70 e di β2GPI. Sia nel fegato che nelle cellule dendritiche ha inoltre indotto l’espressione di IFN1, di citochine pro-infiammatorie e in generale di mediatori immunitari quali Th17 o triptofano il quale a sua volta comporta l’attivazione dei recettori batterici AhR (aryl hydrocarbon receptor).
Anche in questo caso, l’uso di antibiotici ad ampio spettro ha permesso di ridurne complessivamente i livelli.
Nello specifico, la vancomicina ha dimostrato buona efficacia nel ridurre la traslocazione di E. gallinarum, modesta invece nell’aspetto immunopatologico e nella soppressione di ERVgp70 e del complesso anti-ERVgp70 a livello ematico ed epatico.
Inoltre, la somministrazione di anti-AhR selettivi ha annullato la crescita di Th17 nei NZWxBXSF)F1 in seguito a esposizione batterica, dimostrando il coinvolgimento di questi recettori nella risposta immunitaria indotta da E. gallinarum.
Lupus eritematoso sistemico e l’ipotesi vaccinale
Considerando poi come la traslocazione di E. gallinarum sia così marcata e spontanea nei topi modificati, ma non in quelli C57BL/6, è stata testata anche in quest’ultimi dopo l’eradicazione del loro microbiota originario. In assenza di altri batteri, E. gallinarum ha determinato gli stessi cambiamenti strutturali e funzionali registrati negli altri modelli.
È stata poi testata l’opzione vaccinale, somministrata intramuscolo e specifica per E. gallinarum. I livelli di autoanticorpi nei modelli NZWxBXSF)F1 sono risultati diminuiti come anche il tasso di mortalità dovuta alla colonizzazione extra-organo.
Da ultimo, i ricercatori hanno verificato l’eventuale traslocazione di E. gallinarum su fegato umano in pazienti con lupus eritematoso sistemico o epatite autoimmune (AIH). Le biopsie prelevate da 3 pazienti con SLE hanno registrato la presenza di E. gallinarum, non riscontrato invece nei controlli sani. Risultati analoghi sono stati ottenuti anche analizzando campioni di soggetti con AIH.
Complessivamente possiamo perciò affermare come la traslocazione di E. gallinarum in seguito a danneggiamento della barriera comporti l’instaurarsi di una reazione autoimmune sistemica, risolvibile tuttavia attraverso specifici antibiotici o vaccini.
La complessità relazionale tra tessuto e microbiota dell’ospite offre perciò la possibilità di nuove terapie per il lupus eritematoso sistemico e probabilmente altre malattie autoimmuni.
