I mammiferi hanno sviluppato nel corso dell’evoluzione una relazione con il microbiota commensale (cioè i microrganismi che convivono con l’organismo) che ha assunto un ruolo critico nei processi metabolici dello sviluppo tissutale e dell’immunità. Nonostante la comunità batterica più abbondante nell’uomo sia presente nell’intestino, ogni distretto corporeo costituisce un microambiente ben specifico che fornisce segnali di crescita a microrganismi precisi: nella pelle troviamo Actinobatteri, Firmicutes e Proteobatteri, i Lattobacilli dominano nella mucosa vaginale mentre Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobatteri e Proteobatteri colonizzano la cavità orale.
Mentre il sequenziamento del 16S DNA ha permesso di avere una panoramica della presenza delle diverse comunità microbiche nel nostro organismo, l’approccio di sequenziamento dell’intero genoma di microrganismi per la loro l’identificazione (metagenomica) sta rivelando molto sulla loro funzione nei diversi distretti permettendo di scoprire quali pathways cellulari sono essenziali per la loro sopravvivenza, crescita e diffusione in ogni micro-ambiente in varie condizioni.
Il fegato rappresenta un nodo cruciale con il microbiota in quanto, pur non essendo colonizzato, la sua funzione di detossificazione del sangue e di controllo sul sistema immunitario lo rendono un organo costantemente in contatto con i metaboliti e i ligandi che derivano dai microrganismi. Ad esempio, l’esposizione delle cellule endoteliali dei sinusoidi epatici a bassi livelli di lipopolisaccaride (componente parete cellulare batterica) riduce l’espressione del recettore TLR4 che, interagendo con quest’ultimo, provoca l’attivazione di pathways intracellulari volti al rilascio di citochine pro-infiammatorie. Si pensa infatti che il fegato possa rilevare tramite il circolo ematico anche piccoli cambiamenti nella composizione del microbiota e tradurli in segnali di allarme per il sistema immune.
Sebbene la pelle costituisca un ambiente inospitale, essendo povera di nutrienti, un solo cm quadrato della sua superficie è abitato da circa un trilione d batteri. Recenti studi hanno però dimostrato il ruolo fondamentale svolto dal microbiota cutaneo nel controllo dell’omeostasi della cute stessa. Ad esempio Staphylococcus epidermidis, il commensale più abbondante, produce diverse proteine antimicrobiche e proteasi che limitano la formazione del biofilm da parte di specie patogene. Inoltre la comunità di batteri commensali è importante nella funzione dell’immunità locale e del riparo delle ferite. L’acido lipoteicoico prodotto dalle varie specie di Staphylococcus presenti mitiga l’infiammazione, riducendo i livelli di mediatori pro-infiammatori (IL-6 e TNF). Questo sembra particolarmente importante in patologie infiammatorie della cute (psoriasi, dermatite atopica, eczema) associate spesso nei pazienti a disbiosi della flora cutanea.
La microflora della vagina è invece largamente studiata sia in relazione alle condizioni patologiche sia a quelle fisiologiche (ciclo mestruale, gravidanza, menopausa). La presenza preponderante di Lattobacilli nel loro microambiente ideale a basso pH garantisce un buon livello di acido lattico e perossido di idrogeno, che contribuiscono alla formazione del muco e alla produzione di fattori antimicrobici importanti per la salvaguardia della vagina dagli agenti patogeni.
E’ noto che, in seguito ad un trauma o ad un danno strutturale, i tessuti e le cellule dell’immunità (linfociti B e T) ne mantengono memoria sotto forma di fibrosi, rimodellamento e modifiche epigenetiche. In aggiunta, recentemente è stato osservato che queste alterazioni coinvolgono anche il microbiota residente. Probabilmente ciò deriva dalla perdita di tolleranza del tessuto al microbiota provocata dall’infezione che provoca l’attivazione immunitaria verso la comunità di organismi commensali presente.
La sfida nei prossimi anni consiste appunto nel cercare di capire come e quali segnali possano indurre un cambiamento nella composizione del microbiota presente in ogni distretto corporeo e limitare anche con questo approccio il danno a lungo termine al tessuto specifico.
Roberta Ranieri
Bibliografia:
Belkaid Y, Naik S. Compartmentalized and systemic control of tissue immunity by commensals. Nat Immunol. 2013 Jul
Un trilione di batteri al centimetro quadro? O un milione come scritto in un altro articolo