COPD: modulare il microbiota intestinale per migliorare il decorso

Pg MTS01 e Pg-LPS sembrano rappresentare potenziali agenti terapeutici per il trattamento di COPD, supportando lo sviluppo di probiotici e/o postbiotici.
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Stato dell’arte
La broncopneumopatia cronico ostruttiva (COPD) è tra le cause di morte tutt’ora più diffuse. Il microbiota sembrerebbe esserne coinvolto.

Cosa aggiunge questa ricerca
Scopo di questo studio è investigare la relazione tra la composizione batterica e lo sviluppo della patologia, e individuare i ceppi con effetti potenzialmente positivi.

Conclusioni
L’associazione tra microbiota intestinale e COPD è stata confermata. Il commensale Parabacteroides goldsteinii ha mostrato di migliorare il decorso riducendo l’infiammazione.

Il microbiota intestinale, non soltanto quello dell’apparato respiratorio, potrebbe influenzare lo sviluppo e il decorso della broncopneumopatia cronico ostruttiva. Il ceppo Parabacteroides goldsteinii MTS01, assieme al suo derivato polisaccaridico (LPS) hanno infatti mostrato promettenti effetti positivi nel migliorare il quadro clinico in vivo riducendo l’infiammazione.

È quanto afferma lo studio di Hsin-Chih Lai e colleghi della Fu Jen Catholic University (Tapei, Taiwan), pubblicato su Gut microbiota.

Broncopneumopatia cronico ostruttiva e intestino

La broncopneumopatia cronico ostruttiva o COPD è caratterizzata da una infiammazione progressiva ed estesa a livello polmonare con conseguente deficit respiratorio

Nonostante ci siano opzioni terapeutiche per la sua gestione è tra le cause di mortalità più frequenti. 

Dato il suo coinvolgimento nella salute dell’ospite, risposta immunitaria polmonare inclusa, il microbiota intestinale potrebbe essere implicato nel suo sviluppo e decorso. 

In questo studio, i ricercatori hanno quindi voluto approfondire questa relazione in modelli murini nei quali è stata indotta la patologia e successivamente sono stati sottoposti a trapianto di microbiota o a trattamento antibiotico. Di seguito i principali passaggi e risultati dello studio.

Dapprima è stata verificata l’induzione della patologia e il reale coinvolgimento del microbiota nello sviluppo di COPD.  

Lo studio su modelli murini

Per farlo, oltre a saggi immunologici e istologici è stata somministrata una terapia antibiotica (singola o combinata) prima dell’esposizione al fumo di sigaretta (agente induttore di COPD) dimostrando come l’alterato fenotipo osservato in seguito al fumo è risultato migliorato dal trattamento con ampicillina e vancomicina, non con neomicina o metronidazolo suggerendo come una manipolazione mirata possa portare benefici. 

Un trapianto di microbiota fecale da donatori esposti o meno al fumo e trattati con i vari antibiotici ha poi dimostrato come:

  • materiale fecale da controlli, trattati con ampicillina o vancomicina, hanno significativamente migliorato la condizione di COPD;
  • di contro, materiale derivante da altri donatori non ha portato alcun beneficio;
  • la popolazione batterica dei modelli esposti al fumo (CS) vs controlli ha mostrato una riduzione nell’abbondanza relativa di Erysipelotrichaceae, Bacteroidales e Ruminococcaceae, incremento invece di  Lachnospiraceae;
  • sia il trattamento antibiotico sia il trapianto hanno modificato le caratteristiche batteriche nei CS, come preventivato, interessando in particolare 17 specie; 
  • tra queste, P. goldsteinii (Pg) ha mostrato correlazione negativa significativa con la gravità della patologia, positiva invece con Lachnospiraceae.

Parabacteroides goldsteinii MTS01 possibile probiotico di nuova generazione

Proseguendo con l’approfondimento del ruolo di Pg, ne è stato isolato il ceppo MTS01 da modelli post-antibiotico. Somministrandolo per via orale si è visto:

  • un consistente aumento di peso e un miglioramento di COPD sostenuto da un incremento nell’espressione di proteine quali zonulina-1 e occludina, coinvolte nell’integrità epiteliale polmonare (e intestinale in questo caso);
  • una riduzione di citochine pro-infiammatorie quali IL-1beta o TNF-alfa a livello intestinale;
  • un incremento nell’attività mitocondriale e ribosomiale in modelli esposti al fumo;
  • di ripristinare il metabolismo amminoacidico alterato dall’induzione di patologia a livello sistemico;
  • un miglioramento nello stato infiammatorio polmonare diminuendo l’infiltrato cellulare e mediatori infiammatori;
  • un effetto antagonista nei confronti dell’infiammazione indotta da E. coli attraverso il rilascio di lipopolisaccaridi (LPS) con altri LPS prodotti proprio da Pg (Pg-LPS);
  • Pg-LPS ha, a sua volta, ridotto la sovraespressione di citochine pro-infiammatorie e, in generale, il progredire della patologia;
  • nessun effetto collaterale sia da parte del ceppo Pg sia dei suoi LPS.

Conclusioni

Per riassumere quindi, Pg MTS01 e Pg-LPS rappresentano potenziali agenti terapeutici per il trattamento di COPD, supportando un futuro sviluppo di probiotici e/o postbiotici.

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