Dopo la nascita la sopravvivenza richiede la maturazione del sistema immunitario innato e adattativo. È stato dimostrato che il microbioma intestinale in coevoluzione interagisce con il sistema immunitario in modo positivo e negativo, considerando la colonizzazione, lo stato dell’ospite e la composizione microbica. Ma non c’è solo il microbiota intestinale, ce ne è uno anche nelle vie respiratorie, che sono abitate da svariati ceppi di batteri patogeni e non. E varia sia in condizioni di salute che di malattia. Gli habitat polmonari localizzati differiscono poiché il sistema respiratorio comprende ambienti diversi, come cavità orale e nasale, laringe, faringe, bronchi, trachea, alveoli e bronchioli. Ad esempio, esiste un gradiente di temperatura tra la temperatura quasi ambiente dell’orofaringe e la temperatura interna del corpo degli alveoli. La popolazione microbica residente nel sistema polmonare viene mantenuta bilanciando fra entrata ed eliminazione.
Nonostante sia un patogeno ben identificato, lo Streptococcus pneumoniae è un commensale comune che si trova nel tratto respiratorio superiore. Gli studi sui topi colonizzati contemporaneamente con Haemophilus influenzae e S. pneumoniae hanno sviluppato un ambiente infiammatorio caratterizzato da reclutamento di globuli bianchi neutrofili. In particolare, nessuno dei due ceppi da solo ha dimostrato questa reazione. Secondo i rapporti, la risposta sinergica dipendeva dalla pneumolisina (Ply), un componente di virulenza generato da S. pneumoniae che provoca la creazione di pori all’interno delle cellule eucariotiche. Ciò indica che lo streptococco altera la risposta immunitaria contro H. influenzae. L’esposizione di componenti immunostimolatori e non patogeni di S. pneumoniae, inclusa la pneumolisina, li ha protetti dalle malattie allergiche delle vie aeree. Ciò era dovuto all’aumento dell’inibizione mediata dai linfociti T regolatori (Treg), T helper 2 (Th2) e natural killer (NK).
Come detto prima, il microbiota polmonare può cambiare anche in condizioni di malattia, e questo può succedere già da dopo la nascita. Per esempio, la displasia broncopolmonare è una condizione polmonare cronica e infiammatoria che colpisce i neonati prematuri. Tra i polmoni pretermine, la respirazione induce infiammazione a causa dello stress ossidativo e meccanico. Nei bambini positivi all’Ureaplasma con displasia broncopolmonare, il fluido aspirato tracheale è arricchito con cellule immunitarie, macrofagi alveolari, neutrofili polmonari e svariate citochine. Durante i primi 28 giorni di vita, è stata osservata una significativa riduzione della diversità batterica nel liquido aspirato tracheale nei neonati pretermine con displasia broncopolmonare rispetto ai neonati sani. Tra gli adulti nati pretermine e con displasia broncopolmonare, le analisi hanno rilevato una riduzione della diversità batterica insieme a un’abbondanza di Bacteroidetes.
Questi risultati implicano che la disbiosi microbica della prima infanzia può collegare il microbioma respiratorio allo sviluppo della displasia broncopolmonare e alla salute respiratoria a lungo termine. E’ quello che succede quando si diventa asmatici. Le vie aeree di chi soffre di asma non hanno un microbiota sovrapponibile ad una persona sana (ovviamente escludendo i fumatori). I Proteobacteria predominano nei campioni di lavaggio broncoalveolare e nei tamponi nasofaringei ottenuti da adulti e bambini con asma, mentre i Firmicutes sembrano predominanti nei controlli sani. Sono stati segnalati casi di aumento delle specie di Haemophilus nei pazienti asmatici, mentre H. influenzae è stato associato a un aumento dell’asma e a sibili ricorrenti nei primi cinque anni di vita. Inoltre, H. influenzae, S. pneumoniae o Moraxella catarrhalis possono aumentare il rischio correlato all’asma in qualsiasi fase della vita.
È riconosciuto che le interazioni tra il microbioma e il sistema immunitario influenzano la genesi, la progressione e la sensibilità alla terapia del cancro. Tuttavia, la causalità di questo fenomeno è ancora sconosciuta. Variazioni di composizione del microbiota sono note avvenire in caso di tumore prostatico e del colon, che sono quelli più indagati. Gli studi hanno mostrato un passaggio da Firmicutes a Proteobacteria come principale variazione batterica nel lavaggio broncoalveolare e nei campioni salivari ottenuti da pazienti con cancro ai polmoni. Capnocytophaga, Veillonella, Bergeyella, Selenomonas e Haemophilus sono stati riscontrati significativamente elevati nella saliva dei pazienti con diagnosi di adenocarcinoma o carcinoma a cellule squamose. Questo potrebbe essere frutto delle alterazioni immunitarie dovute alla presenza del tumore stesso. Inoltre non si sa come il microbiota bronchiale possa essere stato condizionato in eventuale fumatore che nel tempo ha sviluppato un tumore.
Dopo il cancro polmonare, la seconda causa di disabilità di origine respiratoria è la broncopatia ostruttiva cronica o BPCO, un’infiammazione persistente delle vie aeree che porta al rimodellamento bronchiale, che altera l’equilibrio e la struttura delle popolazioni microbiche respiratorie. Gli episodi di riacutizzazione sono stati correlati a un aumento della proporzione relativa di Proteobacteria e a una riduzione della proporzione relativa di Firmicutes, come confermato dalla profilazione dell’RNA ribosomiale 16S batterico dei campioni. In un’indagine separata, la profilazione dell’RNA 16S ha trovato Haemophilus e Moraxella come i generi con la proporzione relativa più alta nei campioni respiratori dei pazienti con BPCO. Non si sa esattamente ancora se queste variazioni dipendano dalla malattia in sé, e quale sia il contributo dell’antibioticoterapia associata alla condizione, che serve sia a curare le fasi acute che a prevenire le ricadute.
Nel complesso, i dati fino ad oggi hanno evidenziato la relazione tra la colonizzazione batterica della prima infanzia, le alterazioni della comunità microbica, la maturazione immunologica, la malattia e la salute durante l’infanzia, l’età adulta e la vecchiaia. Ogni alterazione patologica delle vie respiratorie si associa con modifiche del microbiota locale. Quanto ciò possa contribuire all’insorgenza di ogni specifica condizione è ancora oggetto di indagine.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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