Graft-Versus-Host Disease (GVHD) e microbiota intestinale

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Graft-Versus-Host Disease

Il trapianto di midollo osseo può essere considerato una procedura salvavita per i pazienti con tumori del sangue. Una complicanza di questo trapianto è la Graft-Versus-Host Disease (GVHD, letteralmente la malattia del trapianto contro l’ospite). Questa condizione si instaura dopo il trapianto allogenico di cellule staminali ematopoietiche. La GVHD esiste in due forme:

  • Acuta: è indotta principalmente da linfociti T;
  • Cronica: è indotta sia da linfociti T cha da linfociti B e si manifesta in maniera molto simile alle patologie autoimmuni.

Durante la fase acuta – successiva al trapianto – i globuli bianchi del donatore riconoscono le cellule dell’ospite come non-self e iniziano ad attaccarle. In particolare, in questa fase, gli organi e/o i tessuti maggiormente colpiti sembrano essere pelle, polmoni, fegato e il tratto gastrointestinale. Quest’ultimo ha un ruolo cruciale nell’iniziazione e nell’amplificazione della GVHD sistemica, probabilmente perché la rottura della barriera intestinale favorisce l’interazione tra sostanze prodotte dai batteri del microbiota intestinale e cellule del sistema immunitario. Questo porta alla produzione sistemica di citochine pro-infiammatorie.

In più, bisogna tener conto che i pazienti, prima del trapianto, sono sottoposti a dei regimi di condizionamento che portano alla perdita di biodiversità a livello del microbiota intestinale.

GVHD e microbiota intestinale

La relazione tra GVHD e microbiota intestinale era già stata appurata negli anni ‘70/’80, sia in modelli animali, utilizzando topi privi di germi, sia in pazienti trattati in ambienti protetti. Sicuramente, una migliore comprensione di questo fenomeno si è avuta negli ultimi anni, grazie allo sviluppo delle nuove metodiche di sequenziamento.

Alcuni studi clinici hanno dimostrato come pazienti che recuperano velocemente la biodiversità del microbiota intestinale, hanno GVHD meno severe. In più, anche il trapianto di microbiota fecale (FMT) risulta efficace nel ridurre il rigetto perché preserva il microbiota intestinale. Il problema è che questa metodica è di difficile utilizzo. Infatti, non solo è difficile trovare il giusto donatore, ma questo tipo di trapianto potrebbe provocare infezioni in pazienti immunocompromessi.

Basandosi sul ruolo del microbiota intestinale nella GVHD, i ricercatori del MUSC Hollings Cancer Center hanno condotto uno studio che ha permesso di scoprire come un singolo ceppo batterico possa essere in grado di ridurre la gravità della risposta immunitaria, in seguito al trapianto di midollo osseo.

Bacteroides fragilis e GVHD

I ricercatori hanno condotto i loro esperimenti su modelli murini che mimassero la forma acuta della Graft-Versus-Host Disease che si verifica nell’uomo dopo il trapianto di midollo. Successivamente, alcuni di questi topi sono stati sottoposti a trapianto di microbiota fecale.

Il trapianto di microbiota fecale ha non solo ridotto la GVHD e la proliferazione di linfociti T, ma ha dato grandi vantaggi anche al livello dello stesso tratto gastrointestinale. Infatti, qui, mediante sequenziamento è stata osservata una maggiore biodiversità a livello del microbiota intestinale nei topi che erano stati sottoposti a FMT.

In particolar modo, tra le specie microbiche che hanno attirato l’attenzione degli studiosi c’è Bacteroides fragilis (Figura 1), un batterio Gram-negativo, che si trova normalmente nel microbiota intestinale umano, era presente in misura minore nei pazienti che avevano avuto una GVHD grave.

Bacteroides fragilis
Figura 1 – Bacteroides fragilis [Credits: Wikipedia]

I ricercatori hanno visto come somministrando, per via orale, ai modelli murini di GVHD solo questo batterio ci fosse un aumento della diversità microbica e dei batteri commensali benefici, come Clostridium, Barnesiella, Bacteroides e Lactobacillus, e una diminuzione di microbi pro-infiammatori, come Enterococcus. Perciò, questo batterio sembra avere funzione protettiva nei confronti della GVHD acuta e cronica (Figura 2).

GVHD dopo trapianto in presenza e in assenza di B. fragilis
Figura 2 – Miglioramento della GVHD in presenza di Bacteroides fragilis (a sinistra) e in sua assenza (a destra) [Credits: Sofi MH, et al.]

Prospettive future

Lo studio effettuato da questi ricercatori ha mostrato come un singolo batterio sia in grado di contrastare la GVHD in modelli murini. Questo ha evidenziato come proteggere il tratto gastrointestinale dal danno indotto sia dai trattamenti di condizionamento pre-trapianto che dalla GVHD, in seguito al trapianto, possa aiutare a contrastare lo sviluppo della patologia, o, almeno, a renderla meno severa.

Questo studio rappresenta un punto di partenza per l’utilizzo di B. fragilis come potenziale probiotico in studi clinici con pazienti GVHD. In questo modo, si potrebbe avere a disposizione un trattamento più sicuro, semplice ed efficace.

Emanuela Pasculli

Fonti

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