Microbiota as a biomarker of tuberculosis treatment response: association with clinical history, inflammation and outcome

Per decenni, il trattamento standard per la tubercolosi è stato un rigoroso regime di quattro antibiotici assunti quotidianamente per almeno sei mesi. Questo approccio è necessario perché i batteri che causano la malattia sono ostinati e richiedono un'esposizione prolungata ai medicinali per essere completamente eradicati. Tuttavia, gli antibiotici non sono chirurghi di precisione; non colpiscono solo gli invasori dannosi. Essi spazzano via anche la vasta comunità di microbi innocui e benefici, noti come microbiota, che vivono nel nostro intestino e nelle nostre vie respiratorie. Questi residenti microscopici svolgono un ruolo cruciale nell'addestrare il nostro sistema immunitario e nel mantenere il nostro corpo in funzione correttamente. Sebbene gli scienziati sappiano da tempo che l'uso di antibiotici a breve termine può disturbare questo delicato ecosistema, è rimasto poco chiaro cosa accada nel lungo periodo. Il sistema torna al suo stato originale una volta terminata la medicina, o il trattamento lascia una cicatrice permanente? Comprendere questo è vitale, poiché un microbioma disturbato è stato collegato ad altri gravi problemi di salute, e sapere come si riprende — o se non riesce a riprendersi — potrebbe rivelare nuovi indizi sul perché alcuni pazienti guariscano rapidamente mentre altri fatichino.

Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di mappare questo viaggio a lungo termine seguendo 107 persone con diagnosi di tubercolosi attiva e 180 dei loro stretti contatti domestici che non avevano la malattia. Gli scienziati hanno raccolto campioni di espettorato e feci da questi individui all'inizio del trattamento, e poi nuovamente a due, sei, dodici e diciotto mesi. Hanno anche misurato i livelli di varie proteine di segnalazione immunitaria nel sangue per vedere come la risposta infiammatoria del corpo evolvesse nel tempo. Confrontando le comunità microbiche dei pazienti con quelle dei loro contatti sani, e tracciando come queste comunità cambiassero durante l'amministrazione degli antibiotici e dopo la loro sospensione, i ricercatori hanno potuto osservare il vero impatto del trattamento sull'ecosistema interno del corpo.

Lo studio ha rivelato che il trattamento agisce come un potente tasto di reset, ma il processo di recupero è diverso per i polmoni e per l'intestino. Nell'espettorato, che rappresenta i polmoni, la diversità dei microbi è scesa drasticamente durante i primi due mesi di trattamento. Tuttavia, questo è stato un calo temporaneo. Entro il sesto mese di trattamento, il microbioma polmonare era tornato in gran parte allo stato precedente il trattamento e, entro i diciotto mesi, era indistinguibile dalla linea di base. L'intestino, rappresentato dai campioni fecali, ha raccontato una storia diversa. Sebbene la diversità dei microbi intestinali sia scesa anch'essa durante i primi due mesi, il recupero è stato molto più lungo. Anche un anno intero dopo la fine del trattamento, il microbioma intestinale dei pazienti appariva ancora diverso da quello dei loro contatti sani. Nello specifico, alcuni gruppi di batteri benefici che aiutano a regolare il sistema immunitario rimanevano rarefatti, mentre altri tipi di batteri solitamente rari erano diventati più comuni. Questi cambiamenti sono persistiti molto tempo dopo la fine degli antibiotici, suggerendo che l'ecosistema intestinale fosse stato alterato permanentemente dal corso del trattamento.

I ricercatori hanno anche scoperto che questi modelli microbici potrebbero servire come un sistema di allerta per capire come un paziente stia rispondendo alla terapia. Coloro che hanno avuto difficoltà a eliminare l'infezione mostravano differenze distinte nella loro composizione microbica rispetto a chi si era ripreso senza problemi. Ad esempio, i pazienti con esiti sfavorevoli presentavano un espettorato arricchito da specifici batteri come Pseudomonas e carente di altri come Porphyromonas. Nell'intestino, coloro che non si erano ripresi bene mostravano un'abbondanza eccessiva di certi batteri e una mancanza di altri, ancora prima della fine del trattamento. Inoltre, lo studio ha rilevato che il modo in cui il microbioma di una persona cambiava nel tempo era legato alla sua storia medica. Le persone che erano state trattate in precedenza per la tubercolosi erano più propense a seguire una traiettoria in cui la diversità microbica continuava a diminuire o non riusciva a recuperare, suggerendo che l'esposizione precedente a questi farmaci potesse rendere il microbioma più fragile e meno capace di riprendersi.

Forse in modo ancora più sorprendente, la connessione tra questi batteri intestinali e la risposta immunitaria del corpo è durata molto tempo dopo la fine del trattamento. I ricercatori hanno scoperto che specifici batteri nelle feci rimanevano strettamente legati ai livelli di infiammazione nel sangue, anche diciotto mesi dopo la conclusione della terapia. Ciò suggerisce che il microbioma intestinale non sia solo una vittima passiva del trattamento antibiotico, ma un attore attivo nella salute immunitaria a lungo termine del corpo. Mentre i polmoni sembravano guarire e tornare alla normalità relativamente in fretta, l'intestino portava la memoria del trattamento per molto più tempo. Questi risultati suggeriscono che il monitoraggio del microbioma potrebbe un giorno aiutare i medici a prevedere chi è a rischio di un esito negativo o chi potrebbe aver bisogno di un supporto aggiuntivo per garantire che il proprio sistema immunitario si riprenda completamente. Lo studio non prova ancora che riparare il microbioma possa curare la tubercolosi, ma evidenzia come la comunità microbica del corpo sia un registro duraturo della battaglia contro la malattia, offrendo nuovi potenziali indizi per migliorare il modo in cui trattiamo e monitoriamo i pazienti in futuro.