Malaria: risposta immunitaria dipende dal microbiota intestinale

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Stato dell’arte
La composizione del microbiota è stata correlata all’infezione malarica, ma sappiamo ancora poco sui meccanismi che regolano questa associazione.

Cosa aggiunge questa ricerca
In questo lavoro è stata approfondita l’associazione tra composizione del microbiota e infezione malarica su modelli murini in termini di risposta anticorpale ed effetti del  trapianto fecale.

Conclusioni
Trapianto di microbiota fecale e terapia antibatterica sono in grado di modulare l’infezione influenzando la risposta immunitaria mediata da linfociti B. Correlazioni sono state poi evidenziate tra la composizione batterica e la gravità dell’infezione in bambini.

Come per altre patologie infettive non strettamente di natura batterica, anche la malaria sembrerebbe essere da correlare alla composizione del microbiota intestinale sia in vivo sia sulla base di preliminari studi clinici su bambini ugandesi. Ad essere influenzata in particolare è la risposta immunitaria. 

È quanto dimostrano Mandal e colleghi dell’University of Louisville in uno studio pubblicato su Cell Reports

Microbiota e risposta immunitaria alle infezioni

Nei mammiferi il microbiota intestinale influenza l’immunità mucosale e sistemica con conseguente impatto sulla risposta alle infezioni. 

Tra queste, la malaria rappresenta ancora oggi un problema considerevole per le popolazioni africane con casistiche spesso gravi e/o letali. 

Una volta raggiunto l’ospite attraverso il suo vettore (cioè le zanzare anofele), il parassita Plasmodium raggiunge il fegato e prolifera nel torrente circolatorio. Per il controllo dell’infezione da malaria, fondamentali sono gli anticorpi prodotti a livello splenico. 

Benché non abbia come target l’intestino, i plasmodi malarici (P. yoelii, P. berghei, P. falciparum) hanno dimostrato una certa relazione con il microbiota intestinale o per la presenza di specifici batteri o per una produzione di anticorpi anti-plasmodio

Scopo del lavoro è stato proprio quello di approfondire queste due opzioni. Per farlo, i ricercatori hanno dapprima esaminato le condizioni batteriche di partenza oltre che la risposta immunitaria di due modelli murini (Tac e CR) più o meno resistenti all’infezione rispettivamente sia in fase di infezione sia in seguito a manipolazione del microbiota mediante trapianto. Ecco i punti principali di questi primi step.

I risultati dello studio

in generale la composizione batterica caratteristica del gruppo CR (enterotipo) era più diffusa 

  • in seguito al trapianto ciecale da CR a Tac si è visto un riarrangiamento in questi ultimi verso un profilo più simile al donatore non osservato a parti inverse. Quando il trapianto è stato fatto da Tac a CR, questi hanno mantenuto pressoché stabile il loro enterotipo 
  • il gruppo Tac ricevente da CR ha poi dimostrato una maggior parassitemia, ma non viceversa

Intervenendo quindi sul microbiota con terapia antibiotica si è visto come:

  • nel gruppo CR (quello più suscettibile) la proliferazione parassitaria è diminuita supportando una connessione tra microbiota e infezione
  • trattamento con vancomicina prima dell’infezione da P. yoelii ha notevolmente ridotto la parassitemia nel gruppo CR proteggendoli inoltre dalla traslocazione infettiva a livello cerebrale in seguito a P. berghei
  • il trattamento antibiotico dopo 7 giorni ha ugualmente migliorato il quadro clinico indotto da P. yoelii suggerendo come l’alterazione batterica possa rapidamente influenzare il decorso della patologia   
  • concentrandosi poi su vancomicina e risposta immunitaria, si è vista un’aumentata produzione di linfociti CD4+ e cellule B germinali. Di contro, un’alterazione della loro produzione ha ridotto l’efficacia di vancomicina 

Preliminari dati sulla relazione microbioma-malaria sono stati poi ottenuti osservando la risposta infettiva in bambini dell’Uganda, zona ad alta incidenza. Tra questi:

  • la composizione batterica di soggetti asintomatici a infezioni da P. falciparum, con grave anemia e individui sani ha mostrato notevoli differenze
  • nessun batterio in particolare è risultato protettivo contro l’aggravamento della malattia
  • di contro, l’espressione di Flavonifractor plautii, Escherichia coli, e Faecalibacterium prausnitzii sembrerebbe esser correlata alla gravità del decorso permettendo di predirne l’andamento con un’accuratezza del 74% (approccio di machine learning)

Conclusioni

Ancora una volta è stato quindi dimostrata la correlazione tra microbiota e sistema immunitario. Non solo. La componente batterica sembrerebbe essere implicata anche in casi di parassitemia vista l’influenza del trattamento antibiotico pre- e post-infezione. 

Ulteriori approfondimenti sono tuttavia necessari impiegando ad esempio modelli con composizione batterica nota per meglio identificare gli attori principalmente coinvolti o l’eventuale utilità di determinati probiotici per il trattamento della malaria. 

Lo status del microbiota intestinale sembrerebbe però un punto fondamentale da considerare in fase di prevenzione-diagnosi e cura.

Silvia Radrezza
Laureata in Farmacia presso l’Univ. degli Studi di Ferrara, consegue un Master di 1° livello in Ricerca Clinica all’ Univ. degli Studi di Milano. Borsista all’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS dal 2017 al 2018, è ora dottoranda in Scienze Farmaceutiche presso l’Univ. degli Studi di Milano.

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