-
Via delle Caravelle, 11, 56021 Cascina PI
-
Lunedì - Venerdì 08.00 - 17.00
Microbioma polmonare
Microbioma polmonare
Metagenomica – Analisi del microbiota polmonare mediante Sequenziamento NGS
Composizione, Funzione e Implicazioni Patologiche
Il microbiota polmonare è l’insieme di microrganismi (batteri, virus, funghi, ecc.) che colonizzano le vie respiratorie inferiori, in particolare i polmoni. Fino a tempi recenti, si riteneva che i polmoni fossero un ambiente sterile, ma studi di ultima generazione hanno dimostrato che anche in quest’area del corpo umano esiste una popolazione microbica attiva, che gioca un ruolo fondamentale nella salute respiratoria.
Il microbiota polmonare contribuisce a modulare la risposta immunitaria, proteggendo l’organismo da patogeni esterni, e supporta l’equilibrio funzionale del sistema respiratorio. Inoltre, questo microbioma influenza processi vitali come la difesa contro infezioni e la regolazione delle reazioni infiammatorie. In condizioni fisiologiche, il microbiota aiuta a mantenere un equilibrio stabile che sostiene la funzione polmonare.
Tuttavia, in situazioni patologiche come infezioni respiratorie, malattie polmonari croniche (ad esempio, bronchite cronica, asma, fibrosi cistica) o durante l’uso prolungato di antibiotici, l’ecosistema microbico polmonare può subire modifiche, portando a disbiosi, ossia a uno squilibrio della composizione microbica. Questo squilibrio può avere effetti deleteri sulla salute respiratoria, aggravando o favorendo l’insorgenza di patologie polmonari.
Sebbene la ricerca sul microbiota polmonare sia ancora in fase di sviluppo, le evidenze scientifiche emergenti suggeriscono che il suo equilibrio sia essenziale non solo per la prevenzione delle malattie respiratorie, ma anche per la gestione di condizioni patologiche già esistenti. Studi futuri potrebbero aprire nuove prospettive terapeutiche, come la modulazione del microbiota per migliorare i trattamenti delle patologie respiratorie.
Il ruolo del microbioma
A differenza di altri organi esposti all'ambiente esterno, i polmoni presentano una colonizzazione microbica relativamente limitata. La principale via di ingresso dei batteri nel tratto respiratorio inferiore è rappresentata dalla microaspirazione. Non è ancora chiaro se i batteri presenti nelle vie aeree inferiori siano commensali o vengano eliminati mediante esalazione o dal sistema immunitario locale, così come non è completamente definita la loro distribuzione esatta.
La maggior parte delle ricerche sul microbiota respiratorio si basa su campioni di sputo o di liquido broncoalveolare (BAL), mentre sono ancora scarse le conoscenze riguardanti la popolazione microbica presente nel tessuto polmonare.
Microbiota e Sistema Immunitario
Relazionando il microbiota polmonare con la risposta immunitaria, recenti studi hanno identificato due sottogruppi di pazienti, in base alla loro storia di trattamenti antibiotici. Nei pazienti pretrattati con antibiotici è stata osservata una minore biodiversità microbica e una maggiore concentrazione di citochine infiammatorie. Inoltre, Haemophilus influenzae, un importante patogeno respiratorio, è stato trovato principalmente nel BAL e associato al rilascio di citochine infiammatorie nel tessuto polmonare. La rivista Lancet Respiratory Medicine ha recentemente affrontato il tema del microbioma dell’apparato respiratorio. Gli studi evidenziano come l’analisi del microbioma possa fornire informazioni fondamentali, sia dal punto di vista diagnostico e prognostico, che per l’orientamento terapeutico. In particolare, il microbiota delle vie respiratorie superiori e dell’intestino gioca un ruolo cruciale nella patogenesi, nel trattamento e negli esiti clinici di patologie come la tubercolosi polmonare, le riacutizzazioni della BPCO (broncopneumopatia cronica ostruttiva), l’asma, nonché nella modulazione della risposta immunitaria e nell’efficacia delle terapie farmacologiche comunemente utilizzate.
Oggi il microbioma è riconosciuto come uno dei principali fattori che determinano la variabilità della risposta ai trattamenti farmacologici tra individui. Conoscere la composizione del microbioma di un paziente può quindi rappresentare un punto di partenza fondamentale per una scelta terapeutica più mirata e personalizzata. Tuttavia, nonostante i progressi significativi, sono ancora necessari numerosi e approfonditi studi per sviluppare nuove definizioni terapeutiche basate sulla composizione del microbioma, nonché per esplorare appieno le implicazioni cliniche di questi microrganismi nella salute respiratoria.
Implicazioni del Microbiota nella Funzione Respiratoria
Il microbiota del sistema polmonare gioca un ruolo fondamentale nella stabilità della struttura e nell'attività funzionale dei polmoni. L'insorgenza e la progressione di diverse patologie respiratorie sono influenzate dai fattori patogeni espressi dal microbiota polmonare e dalla condizione di disbiosi, un equilibrio alterato della flora microbica. Recenti studi metagenomici, basati sul sequenziamento del gene 16S rRNA, hanno fornito nuove e rilevanti informazioni sulla composizione del microbiota polmonare, rivelando l'ampia variabilità e la complessità di questa comunità microbica. Il gene 16S rRNA è composto da nove regioni variabili (V1-V9), che possono essere utilizzate per analizzare la diversità microbica. Le regioni evolutivamente più conservate permettono di classificare i genomi batterici a livello di taxa di ordine superiore, mentre le sequenze meno conservative consentono l'identificazione a livello di genere o specie batterica. Un approccio complementare emergente è la **metatrascrittomica**, che si basa sulla quantificazione dei trascritti del microbiota polmonare, fornendo informazioni sulla sua attività funzionale. Questo metodo è in fase di sviluppo avanzato e rappresenta un'ulteriore frontiera nell'analisi del microbioma.
Il Microbioma e la Protezione dell'Organo Respiratorio
I polmoni sono organi multifunzionali che rivestono un ruolo cruciale nel corretto funzionamento del corpo umano. Oltre alla loro funzione primaria di scambio gassoso tra l'atmosfera e il sangue, i polmoni sono coinvolti in molteplici processi fisiologici. Questi organi purificano l'aria e il sangue da impurità nocive, partecipano alla disintossicazione, regolano il bilancio idrico, fungono da riserva ematica e svolgono funzioni endocrine, fibrinolitiche, anticoagulanti, condizionanti e escretorie. Tuttavia, nonostante queste funzioni vitali, le malattie respiratorie continuano a rappresentare la categoria di patologie più diffusa a livello globale. In particolare, la diffusione della pandemia da COVID-19, unitamente a malattie storicamente prevalenti come la tubercolosi, ha messo in evidenza la gravità delle problematiche respiratorie e la necessità di rafforzare i meccanismi protettivi dei polmoni. In questo contesto, emerge l'importanza crescente del microbioma polmonare. Contrariamente alla visione tradizionale che considerava i polmoni come un ambiente sterile, le ricerche recenti hanno rivelato che anche questo organo possiede un proprio microbiota, che potrebbe giocare un ruolo fondamentale nel mantenere l'omeostasi respiratoria e proteggere i polmoni dalle infezioni e dai danni. La modulazione di tale microbioma potrebbe rappresentare una strategia terapeutica promettente per potenziare le difese polmonari e prevenire o trattare malattie respiratorie