Una recente review, pubblicata sulla rivista Chemico-Biological Interactions, ha analizzato come gli acidi grassi a catena corta (SCFA) siano in grado di influenzare la risposta del sistema immunitario alle infezioni, in particolare di quelle polmonari. I risultati esaminati suggeriscono che lo stato immunologico del polmone può essere indirettamente influenzato da alcuni prodotti del microbiota intestinale e che gli SCFA rappresentano potenziali candidati terapeutici in questo contesto.

Asse intestino-polmone

L’influenza del microbiota intestinale sulla salute, così come sulle malattie, è sempre più nota. Storicamente, delle molte relazioni inter-organo esistenti, l’asse intestino-cervello è stata quella più studiata, portando alla conoscenza del ruolo rilevante degli acidi grassi a catena corta (SCFA), prodotti nell’intestino, nella modulazione delle vie neurochimiche cerebrali. Tuttavia, poco ancora si conosce del possibile ruolo degli SCFA nella comunicazione intestino-polmone.

Diversi studi hanno dimostrato un legame tra microbiota intestinale alterato e malattie delle vie aeree, fornendo la prima prova di cross talk tra i due organi. Ad esempio, la disbiosi causata dall’uso di antibiotici o da malattie croniche è legata a una maggiore vulnerabilità alle allergie e alle infezioni polmonari. 

Ruolo degli acidi grassi a catena corta nelle malattie polmonari

Secondo gli studi più recenti, gli SCFA riducono la frequenza e la gravità delle infezioni polmonari, tuttavia i meccanismi d’azione alla base di tale azione sono complessi e variabili. Solo pochi studi hanno dimostrato che il microbiota polmonare può sintetizzare SCFA, e la maggior parte dei dati indica il microbiota intestinale come la principale fonte di produzione di queste molecole.

Pertanto, sembrerebbe che gli SCFA prodotti dal microbiota intestinale siano in grado di esercitare effetti sistemici, in particolare sulle cellule immunitarie circolanti o sulle cellule progenitrici del midollo osseo che poi, direttamente e indirettamente, interessano il compartimento polmonare. 

Gli SCFA, che hanno un ampio spettro di proprietà immunomodulatorie, sono stati frequentemente esaminati nel contesto delle infezioni polmonari e sembrano contribuire a numerose malattie del tratto respiratorio, tra cui cancro, COVID-19, BPCO, asma, fibrosi cistica, tubercolosi e altre malattie infettive. 

Essi sono in grado di ridurre il pH intestinale e promuovere la sintesi della mucina, prevenendo lo sviluppo e l’adesione di batteri nocivi, migliorando l’integrità epiteliale e l’immunità sistemica dell’ospite. Inoltre, gli SCFA possono aumentare il numero e il funzionamento delle cellule T effettrici regolatorie (Treg), T helper (Th) 1 e Th17, inibendo l’enzima istone-deacetilasi (HDAC) e riducendo, così, le risposte infiammatorie e immunologiche eccessive nella patologie delle vie aeree. Gli SCFA possono, infine, accedere alla circolazione sistemica tramite diffusione passiva e trasporto attivo. 

Sinteticamente, gli studi esaminati dalla review hanno evidenziato un ruolo degli SCFA in diverse patologie respiratorie:

• BPCO: alcuni studi hanno evidenziato potenziali applicazioni cliniche degli SCFA nel ripristino dell’epitelio bronchiale e della sua funzionalità nella BPCO in cui, quindi, queste molecole potrebbero giocare un ruolo protettivo.
• Asma: gli SCFA sembrano essere una connessione cruciale tra microbiota intestinale, alimentazione e asma e, di conseguenza, potrebbero essere interessanti candidati terapeutici per la riduzione delle reazioni pro-infiammatorie nei polmoni in questa patologia. Diversi studi, infatti, hanno mostrato una relazione tra la dieta della madre, l’esposizione prenatale agli SCFA e l’asma nei bambini.
• Tumore del polmone: è noto che l’asse intestino-polmone influenzi la patogenesi del cancro del polmone e che la composizione del microbiota intestinale e dei livelli fecali dei metaboliti, come gli SCFA, siano alterati nei pazienti oncologici. Ad esempio, poiché i pazienti con cancro del polmone hanno spesso livelli più bassi di Akkermansia muciniphila, tra i microrganismi responsabili della produzione di SCFA, integrare la dieta con questi batteri potrebbe migliorare le risposte immunitarie agli inibitori dei checkpoint immunitari. È stato dimostrato, infatti, che gli SCFA presenti nell’intestino o in altri organi sono in grado di minimizzare la cancerogenesi attraverso la soppressione della crescita e della migrazione delle cellule tumorali.
• Malattie respiratorie infettive: nel complesso, gli studi indicano che i metaboliti dei batteri intestinali sono in grado di proteggere dalle malattie respiratorie infettive. Ad esempio, gli SCFA sembrano ridurre l’infiammazione nell’influenza e sono in grado di inibire il legame di SARS-CoV-2 ai suoi recettori e, quindi, l’ingresso nelle cellule bersaglio. 
• Tubercolosi: il microbiota è in grado di modulare la funzione di specifici sottoinsiemi di cellule immunitarie attraverso la produzione di batteriocine, che inibiscono direttamente la crescita del Mycobacterium tuberculosis. Gli SCFA possono giungere ai polmoni e ridurre la risposta infiammatoria al micobatterio.
• Fibrosi cistica: gli studi hanno dimostrato che gli SCFA, secreti dai batteri anaerobi nei polmoni dei pazienti affetti da fibrosi cistica, innescano la produzione di citochine infiammatorie. Quindi, in questo caso, gli SCFA svolgerebbero un ruolo proinfiammatorio. 

Conclusioni 

Gli studi analizzati in questa review forniscono una forte evidenza per la potenziale applicazione terapeutica degli SCFA, nonché del ruolo dei batteri produttori di SCFA nella prevenzione e cura delle malattie polmonari. 

L’esatta composizione del microbiota e il tipo di dieta influenzano sinergicamente la produzione di SCFA. In questo senso, modificare la propria dieta per aumentare il contenuto di fibre non digeribili rappresenta una potenziale strategia che può influenzare sia il decorso che l’esito delle malattie polmonari. 

Va detto che molti dei benefici di una dieta ricca di fibre alimentari possono essere correlati a diversi altri componenti dietetici, compresi minerali e vitamine, oltre alla fermentazione microbica di queste fibre, che porta alla generazione di SCFA nell’intestino. 

Studi futuri potranno aiutare a comprendere i meccanismi molecolari alla base di questi effetti, e il ruolo degli SCFA nella progressione delle malattie polmonari.