Il microbiota delle vie aeree ha dimostrato un attivo coinvolgimento nello sviluppo di patologie respiratorie. La colonizzazione con Bordetella pseudohinzii (Bph) per esempio ha dimostrato di proteggere dallo sviluppo di infiammazione allergica asmatica stimolando la risposta immunitaria mediata in particolare da linfociti Th17 e dal peptide antimicrobico SLPI. Considerando la relazione dimostrata da quest’ultimo con la composizione batterica e l’andamento di malattia nell’uomo, potrebbe essere considerato un biomarcatore di interazione microbiota-ospite. È quanto si deduce dallo studio coordinato da Natalia Jaeger della Washington University School of Medicine di recente pubblicazione su Cell Reports.

Alterazioni del microbiota delle vie aeree

Soggetti con asma allergica hanno dimostrato un microbiota delle vie aeree alterato rispetto a individui sani. Haemophilus, Streptococcus e Moraxella spp. per esempio, sono risultate incrementate in bambini che avrebbero sviluppato la patologia.

La relazione sembrerebbe avvenire grazie all’influenza che determinati ceppi hanno sulla risposta immunitaria e infiammatoria. Molto rimane tuttavia da approfondire.

Per cercare di capire meglio questi processi, il gruppo di ricercatori statunitensi hanno monitorato la risposta di modelli murini con asma allergica in seguito a colonizzazione con Bhp, ceppo precedentemente collegato a parametri immunitari polmonari. E successivamente hanno cercato conferme dei dati ottenuti in contesto clinico.

Vediamo dunque i principali passaggi di questo studio nonché i risultati ottenuti.

104 CFU di Bhp sono state inoculate per via intranasale confermando poi la permanenza e la non virulenza nelle vie respiratorie fino a tre mesi.

Esplorando meglio gli effetti sull’ospite, un esame microscopico e immunofenotipico hanno dimostrato come:

• già dopo 10 giorni dalla colonizzazione, viene favorita la formazione di aggregati linfoidi suggerendo l’induzione di risposta immunitaria innata
• a 28 giorni, i neutrofili polmonari hanno dimostrato un incremento accompagnato da una riduzione di eosinofili. Aumento anche di IL-17A quali cellule T (Teff e Treg), Th17 sia a livello respiratorio sia splenico. A IL-17A sembrerebbero infatti andare la maggior parte degli effetti positivi conseguenti alla colonizzazione. La risposta a Th17 in particolare, si è non solo mostrata essere ceppo specifico non essendo indotta da altre specie nello stesso phylum ma anche direttamente correlata alla produzione del peptide antimicrobico SLPI nei polmoni
• SLPI ha mostrato un ruolo protettivo nei confronti dell’infiammazione allergica riducendo i livelli di Th2 e il reclutamento di eosinofili
• la produzione di immunoglubine A (IgA) si è mostrato essere tra i pathways immunitari più influenzati e aumentati dalla colonizzazione. Seguono processi coinvolti nella segnalazione e differenziazione di cellule T
• ridotta è l’espressione di geni coinvolti nella giunzione stretta suggerendo una maggiore permeabilità epiteliale da ricondurre a un’aumentata risposta immunitaria che necessita di circolare
• diminuita anche la risposta infiammatoria allergica (AAI) quantificata con la valutazione dell’iper-responsività delle vie aeree, tipica della situazione asmatica, alla metacolina e marcatori infiammatori
• seppur non influenzi il grado di sensitizzazione allergica né la presentazione dell’allergene a livello polmonare, la colonizzazione con Bhp ha effetti sulle cellule effettrici della risposta. La risposta immunitaria ai batteri aerei sembrerebbe quindi co-esistere con quella contro gli allergeni

Cosa succede nei soggetti asmatici

Questi e molti altri risultati ottenuti in vivo sono quindi stati testati sull’uomo nonostante il ceppo Bhp non ne sia commensale. Lo studio clinico ha però mostrato come:

• In soggetti asmatici (adulti e bambino) aumenta la prevalenza di Haemophilus, ceppo associato ad AAI, rispetto a controlli sani
• Ridotta soprattutto in individui con scarso controllo della patologia l’espressione di SLPI

Il microbioma delle vie respiratorie quindi sembrerebbe avere un ruolo chiave nell’influenzare la gravità e le caratteristiche della risposta infiammatoria allergica.

Considerando la multifattorialità della patologia asmatica, è importante quindi considerare anche la componente batterica locale. Vista la correlazione dimostrata sia in vivo sia sull’uomo con la popolazione batterica e le caratteristiche cliniche del disturbo, il peptide antimicrobico SLPI potrebbe rappresentare un marcatore di malattia.

Tuttavia, la limitata trasferibilità dei risultati ottenuti in vivo per differenze di specie richiede ulteriori approfondimenti nell’uomo prima di validare questa ipotesi.