Nel 20° secolo, la vaccinazione con il virus vaccinia (VACV) ha permesso l’eradicazione del vaiolo, causato dal Variola virus.
L’eradicazione è stata dichiarata nel 1980 ma, ad oggi, non è ancora noto come il VACV interagisca con il microbiota cutaneo e se questo, a sua volta, influenzi l’efficacia della vaccinazione, visto che le interazioni tra agenti patogeni, microbiota ospite e sistema immunitario influiscono su molti processi fisiologici e patologici.
Un recente studio pubblicato sulla rivista Plos Pathogens ha dimostrato che la vaccinazione intradermica di topi con VACV induce un’espansione di circa 1.000 volte dei batteri cutanei commensali nella lesione che, a loro volta, migliorano il reclutamento di cellule infiammatorie, promuovono il danno tissutale e influenzano la risposta dell’ospite.
Batteri e risposte immunitarie ai vaccini
Durante la campagna di eradicazione del vaiolo, i primi lotti di vaccino non erano batteriologicamente sterili e, inoltre, la vaccinazione veniva effettuata mediante puntura cutanea multipla.
Pertanto, sia il vaccino sia il metodo di vaccinazione erano in grado di introdurre batteri nel sito di inoculo. Dopo la vaccinazione, nei pazienti si sviluppava una lesione locale che si risolveva in 2-3 settimane, lasciando la caratteristica cicatrice da vaccinazione.
Negli anni, la vaccinazione contro il vaiolo ha dimostrato di indurre risposte umorali e cellulari di lunga durata.
Poiché i componenti batterici sono talvolta usati come adiuvanti per migliorare l’immunità innata e l’efficacia dei vaccini, è importante studiare anche il ruolo del microbiota cutaneo dopo la vaccinazione.
Diversi studi, infatti, hanno già dimostrato che durante l’infezione da batteri o virus, il microbiota dell’ospite può promuovere o ridurre le patologie sviluppate.
Inoltre, la capacità dei batteri commensali di influenzare l’infiammazione attraverso la regolazione della risposta immunitaria innata suggerisce che il microbiota potrebbe essere manipolato a beneficio della salute dell’ospite.
Il ruolo del microbiota cutaneo
In questo nuovo studio, è stato utilizzato un modello murino per effettuare un’indagine dettagliata sul reclutamento delle cellule infiammatorie nel sito di inoculo del vaccino anti vaiolo.
Nel dettaglio, sono stati utilizzati topi privi di patogeni specifici (SPF) trattati con antibiotici e topi geneticamente modificati per essere privi di germi (GF).
Negli animali vaccinati, è stato osservato che l’infiltrato cellulare conteneva abbondanti neutrofili e cellule T e livelli più elevati di citochine e chemochine tissutali proinfiammatorie.
In particolare, il reclutamento dei neutrofili è un segno distintivo dell’infezione batterica e questo ha portato alla scoperta che il microbiota cutaneo locale si espande notevolmente in seguito all’infezione dermica da VACV.
I modelli SPF e GF utilizzati hanno permesso di dimostrare che la reazione nel sito dell’inoculo è dominata da batteri commensali e che non influenza la replicazione del virus inoculato. L’alterazione dell’infiltrazione cellulare osservata nel tessuto infetto ha permesso di ipotizzare anche un’influenza nella successiva risposta immunitaria adattativa.
Sia i modelli GF che quelli SPF hanno sviluppato una protezione dalla malattia. Pertanto, è stato dimostrato che il microbiota cutaneo, durante la vaccinazione con VACV, può fornire uno stimolo simile a quello di un adiuvante e influenzare la risposta dell’ospite alla vaccinazione.
D’altra parte, l’interruzione della sintesi proteica dell’ospite indotta da VACV nelle cellule infettate può diminuire la produzione di sostanze antimicrobiche e, quindi, indurre cambiamenti nel microbiota locale.
In particolare, nello studio, l’infezione da VACV ha dimostrato di indurre grandi cambiamenti nel microbiota cutaneo, con una predominanza mutevole di diversi taxa batterici. I taxa dominanti variavano tra gli animali infetti, indicando la colonizzazione da parte di batteri opportunisti casuali, una caratteristica comune delle infezioni batteriche secondarie.
Conclusioni
In conclusione, questo nuovo studio dimostra che la vaccinazione anti vaiolo induce un’infezione batterica locale derivata dal microbiota cutaneo, che è in grado di incrementare la risposta immunitaria innata, favorendo l’infiammazione nella zona di inoculo.
Poiché i componenti batterici sono talvolta usati come adiuvanti per migliorare l’immunità innata e l’efficacia dei vaccini, è importante studiare il ruolo del microbiota dopo la vaccinazione, poiché questa osservazione potrà avere implicazioni per lo sviluppo di altri vaccini basati su poxvirus infettivi o altri vettori virali utilizzati per la vaccinazione dermica.
