Insieme è meglio: Multibioma e Omeostasi Immunologica

L’evoluzione dei mammiferi è avvenuta in presenza di microrganismi mutualistici, commensali e patogeni per millenni. L’esperienza ci insegna che quando si è coinquilini per così tanto tempo, volenti o nolenti, si è costretti ad interagire: non ci sorprende quindi che si sia instaurato un dialogo complesso tra le specie che colonizzano l’organismo e il sistema immunitario dell’ospite, che ha imparato a “tollerare” la loro presenza.

Anche nelle famiglie più estese è possibile mantenere un clima sereno, ammesso che tutti vadano d’accordo e si comportino bene; così i microrganismi, di base, vivono, crescono e muoiono “felicemente” dentro di noi fino a quando riescono a mantenersi in equilibrio tra di loro e con il nostro sistema immunitario, contribuendo a quella che viene definita “omeostasi immunologica”, una situazione stabile e di non variazione dei parametri interni.

Fig. 1 L’omeostasi immunologica è una condizione di equilibrio tra effettori e regolatori della risposta immunitaria, che serve a scongiurare i rischi di infiammazione esagerata o autoimmunità

Nell’interazione col sistema immunitario dell’ospite, i protagonisti sono certamente i batteri, su cui esiste tanta letteratura e che hanno un ruolo fondamentale e ormai noto nell’omeostasi immunologica e autoimmunità. Meno conosciuto è il micobiota, ossia l’insieme dei funghi che colonizzano il nostro organismo.

Forse il micobiota è stato “trascurato” negli anni perché possiede una minore variabilità ed è meno rappresentato del più famoso microbiota batterico: dai risultati di sequenziamenti genetici è emerso recentemente che i funghi costituiscono circa lo 0,1% dell’intera popolazione di microrganismi risiedenti nell’intestino, anche se il numero potrebbe essere sottostimato. Va però sottolineato che una cellula di fungo è fino a 100 volte più grande di una tipica cellula batterica e che quindi stiamo parlando di una biomassa piuttosto sostanziosa e con caratteristiche metaboliche peculiari.

I funghi capaci di colonizzare l’intestino sono un numero limitato di specie, tra cui spiccano quelle del genere Candida e della famiglia Dipodascaceae (Galactomyces, Geotrichum, Saprochaete). In generale, il micobiota intestinale è meno stabile del microbiota batterico e la sua composizione varia di più in base a fattori ambientali o alla dieta.

Fig. 2 Candida albicans

Si è scoperto che i funghi sono tanto importanti quanto i batteri per il mantenimento dell’omeostasi immunologica e che anzi esiste un dialogo a tre tra ospite, funghi e batteri: quando l’equilibrio tra le varie componenti viene a mancare, l’organismo è predisposto a una varietà di infezioni e condizioni patologiche, causate spesso dai microrganismi stessi, che approfittano della situazione per assumere un carattere virulento.

Da uno studio recente sui topi è emerso che la salute della comunità fungina intestinale è importante nella regolazione della risposta immunitaria. La distruzione dei funghi a seguito di trattamento con anti-fungini peggiora le condizioni dell’ospite in modelli sperimentali di colite e aumenta anche la predisposizione a malattie allergiche delle vie respiratorie. Il sequenziamento del DNA estratto dal materiale fecale ha mostrato chiaramente come questi trattamenti ridefiniscono la composizione di entrambe le comunità di commensali, funghi e batteri: ad esempio, è stata osservata una sostanziale riduzione della popolazione di Lactobacillus, un genere di batteri che proteggono contro infiammazioni intestinali e delle vie respiratorie.

Ma questo non ci sorprende: come è stato sottolineato prima, queste popolazioni sono profondamente interconnesse e in equilibrio tra di loro e ciascuna occupa la sua precisa “nicchia ecologica” in quell’ecosistema che è il nostro organismo; se noi perturbiamo questo equilibrio distruggendo una popolazione, non possiamo non mettere in conto che stiamo permettendo ad altre, magari poco rappresentate o addirittura assenti negli individui sani, di prendere il sopravvento. E stiamo anche contribuendo a creare un ambiente infiammato, che potrebbe scatenare la virulenza di microrganismi del tutto innocui in condizioni normali. Come la storia ci ha tristemente insegnato, guerra chiama guerra e gli effetti collaterali di un abuso di antibiotici o antifungini sono ormai noti

La soluzione non è ovviamente eliminare del tutto questi farmaci, ma cercare di limitarne l’uso, specialmente di quelli ad ampio spettro, e di sostituirli con terapie più mirate. E’ importante anche imparare a riconoscere e sfruttare i microrganismi “buoni”, siano essi funghi o batteri, che dialogano tra loro e con il sistema immunitario educandolo alla tolleranza e inibendo i segnali pro-infiammatori. E’ stato dimostrato, ad esempio, che Candida albicans, un fungo commensale umano, interagisce con le cellule dendritiche, che sono le componenti responsabili dell’inizio della risposta immunitaria, rendendole “tollerogeniche”, ossia in grado di spegnere l’infiammazione e migliorare la colite nei modelli sperimentali.

E’ chiaro quindi che per la messa a punto di strategie terapeutiche bisogna sempre più tenere conto di questa rete di microrganismi con cui condividiamo la nostra esistenza, i nostri coinquilini; non solo batteri e funghi, ma anche virus e elminti (organismi pluricellulari simili a vermi). Per riassumere questa diversità è stato coniato recentemente il termine “multibioma”, di cui probabilmente sentiremo molto parlare negli anni a venire, quando sempre più ricercatori si addentreranno nei suoi meandri per studiarne le funzioni e caratteristiche.

Fig.3 I membri del multibioma

 

Erika Salvatori

 

Fonti:

  • Flick, H. and Osborne, L. (2016). The Multibiome: The Intestinal Ecosystem’s Influence on Immune Homeostasis, Health and Disease. EBioMedicine 13: 46-54.
  • Sam, Q. et al. (2017). The Fungal Mycobiome and Its Interaction with Gut Bacteria in the Host. Int J Mol Sci 18(2): 330.
  • Wheeler, M. et al. (2016). Immunological Consequences of Intestinal Fungal Dysbiosis. Cell Host Microbe 19(6): 856-873.
  • Underhill, D. and Iiev, I. (2015). The Mycbiota: Interactions Between Commensal Fungi and the Host Immune System. Nat Rev Immunol. 14(6): 405-416
  • Bonifazi, T. et al. (2009). Balancing Inflammation and Tolerance in vivo through dendritic cells by the commensal Candida albicans. Mucosal Immunology 2, 362–374

Laureata in Biotecnolgie Industriali, mi occupo di ricerca in onco-immunologia e di divulgazione e comunicazione della scienza.

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