Il microbiota intestinale potrebbe avere un ruolo protettivo nei confronti delle infezioni polmonari aumentando le difese immunitarie e promuovendo l’eliminazione dei patogeni attraverso la via di segnalazione GM-CSF (granulocytes-macrophage colony-stimulating factor).
Questo è quanto emerge da uno studio condotto su modelli murini da Rebecca L. Brown e colleghi dell’Imperial College London, nel Regno Unito, recentemente pubblicato su Nature Communications.
Nonostante l’attività e i meccanismi d’azione del microbiota a livello intestinale siano stati ampiamente discussi, è ancora poco chiaro come agisca in altre sedi, ad esempio il tratto respiratorio.
Dai lavori disponibili in letteratura possiamo tuttavia notare come sia stato più volte confermato il ruolo del microbiota nel contrastare le infezioni polmonari provocate da patogeni tra i quali Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae o Escherichia coli.
Il gruppo di ricercatori inglesi ha quindi voluto approfondire non solo quali siano fra le specie batteriche fisiologicamente presenti nel microbiota quelle maggiormente implicate nell’ostacolare lo sviluppo di infezioni respiratorie, ma soprattutto quali potrebbero essere i meccanismi che stanno alla base dei loro effetti.
Per testare il grado di coinvolgimento del microbiota, i modelli murini sono stati sottoposti a trattamento antibiotico randomizzato al quale sono seguiti prelievi di campioni dall’area interessata.
La protezione dalle infezioni polmonari avviene attraverso determinate vie di segnalazione
I risultati presentati sono numerosi, vediamo i principali.
Il microbiota promuove la risposta immunitaria innata durante le infezioni respiratorie provocate da patogeni sia Gram positivi che negativi come Streptococcus pneumoniae e Klebsiella Pneumoniae rispettivamente, incrementandone l’eliminazione.
Per fare ciò, in questo studio è stato dimostrato come sia particolarmente importante la via di segnalazione GM-CFS, precedentemente citata, attraverso la quale il microbiota trasferisce il segnale di attivazione alle cellule immunitarie. L’attivazione e la promozione di GM-CFS è risultata a sua volta controllata da altri mediatori tra i quali l’interleuchina-17A ricopre un ruolo fondamentale.
A livello intestinale infatti è proprio la segnalazione mediata da IL-17A a mettere in relazione il microbiota con il sistema immunitario. È stato lecito quindi supporre come un ruolo analogo lo possa svolgere anche nel polmone. Quale sia la fonte delle IL-17A e come faccia il microbiota ad influenzare la loro attività, rimane ancora da chiarire.
Tra tutte le cellule immunitarie, i macrofagi alveolari hanno dimostrato un ruolo di primo ordine nell’eliminazione dei patogeni responsabili delle infezioni polmonari. La loro attività è finemente gestita dalla via GM-CFS attraverso le ERK, particolari “chinasi di regolazione del segnale extracellulare”, che provocano la morte dei patogeni portando alla produzione di “specie radicaliche dell’ossigeno” tossiche.
Le specie batteriche in grado di attivare i recettori immunitari citoplasmatici NLRs (nod-like receptors) hanno dimostrato buona capacità nel favorire la resistenza alle infezioni del tratto respiratorio superiore. I NLRs si dividono a loro volta in Nod1 e Nod2. I ricercatori si sono concentrati su questi ultimi dato che sono attivati sia da Gram+ che Gram- a differenza dei Nod1, più selettivi per i Gram-.
Tra i commensali che hanno dimostrato più affinità per i recettori Nod2 e quindi un ruolo importante nel proteggerci dalle infezioni, ricordiamo in particolare Lactobacillus reuteri, Enterococcus faecalis, Lactobacillus crispatus e Clostridium orbiscindens tra quelle intestinali mentre Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis tra quelle normalmente espresse nel tratto aereo superiore. Il meccanismo di questa interazione rimane tuttavia ancora poco indagato.
Complessivamente dunque, questi dati preliminari sostengono un coinvolgimento di particolari specie batteriche del microbiota nel proteggere, oltre che nel causare, infezioni respiratorie attraverso le vie di segnalazione GM-CFS e IL-17A.
Fondamentali nel determinare l’efficacia della risposta immunitaria si sono inoltre dimostrati i macrofagi a livello alveolare e recettori quali Nod2.
Questo studio apre quindi il campo a nuovi progetti di ricerca che avranno lo scopo di individuare e comprendere meglio le potenzialità del microbiota nel combattere le infezioni respiratorie batteriche, ad oggi una fra le maggiori cause di mortalità.
