Batteri del microbioma per combattere gravi infezioni

In un articolo pubblicato il 30 ottobre 2015 in Scienze, i ricercatori Salk hanno segnalato di aver trovato un ceppo di microbioma, l’Escherichia coli, in grado di migliorare la tolleranza dei topi alle infezioni dei polmoni e dell’intestino impedendo la perdita comune e potenzialmente mortale del tessuto muscolare che si verifica nelle infezioni gravi.

Un simile ceppo protettivo potrebbe offrire una nuova strada per contrastare la perdita muscolare negli essei umani, un risultato comune e mortale di pazienti affetti da sepsi e infezioni nosocomiali, molte delle quali sono ormai resistenti agli antibiotici.

“I trattamenti per le infezione da tempo si concentrano sulla possibilità di sradicare il microbo incriminato, ma ciò che in realtà uccide le persone non sono i batteri stessi: è il danno collaterale che essi causano al corpo”, dice Janelle Ayres, un assistente Professore Salk nei Nomis Foundation Laboratories for Immunobiology and Microbial Pathogenesis e ricercatore senior dello studio.

“I nostri risultati suggeriscono che la prevenzione del danno, in questo caso deperimento muscolare, può allontanare gli aspetti più pericolosi per la vita, di una infezione”, ha aggiunto.

Sembra che i più potenti e rivoluzionari  farmaci antibiotici abbiano raggiunto il loro limite a causa della capacità dei batteri di evolversi rapidamente e sviluppare la resistenza ai farmaci. L’aumento della resistenza agli antibiotici rappresenta una grave minaccia per le persone di tutto il mondo in quanto, le malattie prima controllate facilmente, ora respingono tutti i tentativi di trattamento. Uno studio recente ha scoperto che fino alla metà dei batteri che causano infezioni negli ospedali degli Stati Uniti dopo un intervento chirurgico, sono resistenti agli antibiotici standard.

Nei soli Stati Uniti, due milioni di persone ogni anno si infettano con batteri resistenti agli antibiotici e almeno 23.000 persone muoiono ogni anno, come risultato diretto di queste infezioni, secondo i Centri statunitensi per il Controllo delle Malattie.

“Gli antibiotici sono stati un passo enorme per la medicina, ma quel modello di uccidere i batteri con farmaci ha i suoi punti deboli”, dice Alessandria Palaferri Schiebe, un socio di ricerca nel laboratorio e co-primo autore Ayres ‘dell’articolo’.

Nella speranza di trovare nuovi metodi per contrastare le infezioni, la squadra di Ayres’ si è rivolta al microbioma, la comunità di microbi che vivono, in genere armoniosamente, all’interno del nostro corpo. Nel corpo umano, i microbi superano le cellule di 10 a 1 e costituiscono fino al 3 per cento del peso corporeo. Nonostante questo, relativamente poco si sa su come questi piccoli passeggeri interagiscono con il nostro sviluppo, il metabolismo e il sistema immunitario.

Ayers ha cominciato a studiare la tolleranza alla malattia ipotizzando che il microbioma intestinale poteva contenere batteri che in grado di proteggere contro i danni causati dalle infezioni. ” Ci sono molte prove a sostegno di questa idea, ma fino ad ora nessuno aveva spiegato il meccanismo mediante il quale un batterio fornirebbe tolleranza alla malattia”, spiega Ayres.

Il team ha identificato una popolazione di topi di laboratorio che sembravano resistenti all’ atrofia muscolare. Confrontando la composizione del microbioma intestinale di questi topi con topi che mancava di resistenza alla malattia, il team ha identificato un ceppo di E. coli che era presente solo nei topi resistenti. Quando i topi normali hanno ricevuto un trattamento orale di questo benefico ceppo di  E. coli , hanno guadagnato la capacità di mantenere la loro massa muscolare e grasso durante le infezioni intestinali causate da  batteri Salmonella Typhimurium e polmoniti causate dal batterio Burkholderia thailandensis.

Il passo successivo è stato quello di scoprire come i batteri conferivano tolleranza ai topi. I ricercatori hanno scoperto che “durante l’infezione da batteri patogeni, l’ E. coli ha lasciato l’intestino e si è trasferito nei tessuti grassi per indurre risposte protettive che nutrono i muscoli.

Normalmente, nei topi con polmone e infezioni intestinali, l’ormone conosciuto come fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1),  segnala al corpo di trattenere la massa muscolare. La protezione E. coli ha attivato il percorso IGF-1 nei tessuti grassi, mantenendoli normali e mantenendo normale il muscolo dell’animale nonostante le infezioni patogene.

Il team ha inoltre scoperto che il ceppo E. coli attiva l’IGF-1 per impedire la perdita di tessuto muscolare tramite un percorso intermediario, un complesso molecolare conosciuto come inflammasome. Parte del sistema immunitario innato del corpo, l’ inflammasome risponde a un’infezione innescando l’infiammazione nella zona infetta per distruggere i patogeni. L’ E. coli ha usato lo stesso sistema di allarme per indurre il corpo a mantenere i livelli di IGF-1 e, quindi, la massa muscolare.

Se un tale ‘supereroe’ microbico puòe venire in soccorso anche degli esseri umani durante un’infezione, resta da verificare. La squadra di Ayres’ sta attualmente studiando come il ceppo E. coli tiene a bada gli agenti patogeni e se il sistema immunitario del corpo alla fine, può sradicare completamente i dannosi batteri.

“C’è molto ancora da capire, ma i risultati di questa ricerca suggeriscono che i microbi potrebbero essere utilizzati come ‘medicina’ e  offrono una nuova strada per il trattamento delle infezioni e dei superbug antibiotico-resistenti, evitando anche la nascita di nuovi ceppi resistenti”, afferma Ayres.

Fonte: http://www.salk.edu/news/pressrelease_details.php?press_id=2127