Microbioma Polmonare: La Chiave Nascosta per Capire la Gravità della Polmonite?

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di veramente affascinante che sta cambiando il modo in cui vediamo una malattia comune ma potenzialmente devastante: la polmonite acquisita in comunità (CAP). In particolare, quella così grave da richiedere il ricovero in terapia intensiva (UTI) e la ventilazione meccanica. Sapete, nonostante tutti i progressi della medicina, la mortalità per queste forme gravi rimane altissima, sfiorando il 25% nei pazienti ventilati. Questo ci spinge a cercare nuove strade, nuovi approcci per migliorare le cure.

Un Mondo Nascosto nei Nostri Polmoni

Fino a non molto tempo fa, pensavamo che i polmoni sani fossero praticamente sterili. Ma grazie a tecniche di analisi più sofisticate, indipendenti dalle colture tradizionali, abbiamo scoperto che non è affatto così! I nostri polmoni ospitano una complessa comunità di microrganismi – batteri, virus, funghi – che chiamiamo microbioma polmonare. È un ecosistema delicato e, come stiamo imparando, il suo equilibrio (o la sua alterazione, detta disbiosi) sembra giocare un ruolo cruciale in diverse malattie respiratorie, come la BPCO o l’asma, e anche nelle condizioni dei pazienti in ventilazione meccanica.

Ma cosa c’entra tutto questo con la polmonite grave? Beh, questa è la domanda che ci siamo posti. Pochi studi si erano concentrati sul microbioma polmonare nella CAP, forse perché è difficile ottenere campioni polmonari “puri” (senza contaminazioni dalle vie aeree superiori) e perché la quantità di batteri nei polmoni è generalmente bassa.

La Nostra Indagine: Cosa Abbiamo Cercato?

Nel nostro gruppo di ricerca, abbiamo deciso di approfondire. Recentemente avevamo già notato [7] che i pazienti con polmonite pneumococcica grave avevano una diversità del microbioma polmonare molto più bassa rispetto a quelli con polmonite virale grave. E i pazienti di controllo, senza polmonite, mostravano una grande diversità, come ci si aspetterebbe in uno stato di salute [8,9].

Quindi, l’obiettivo principale di questo nuovo studio era chiaro: esiste una relazione tra la composizione del microbioma polmonare e la gravità della polmonite acquisita in comunità? E, come obiettivo secondario, c’è un legame tra il microbioma e lo sviluppo di disfunzioni d’organo (come la sindrome da distress respiratorio acuto – ARDS, l’insufficienza renale acuta o lo shock)? La nostra ipotesi era che sì, le alterazioni del microbioma polmonare fossero correlate alla gravità della CAP e all’insorgenza di complicazioni.

Come Abbiamo Lavorato

Tra il 2019 e il 2021, abbiamo arruolato prospetticamente pazienti adulti ricoverati in terapia intensiva per polmonite grave. I criteri erano stringenti: diagnosi clinica e radiologica di CAP grave, campione polmonare (ottenuto tramite mini-lavaggio broncoalveolare protetto, mini-BAL, nella maggior parte dei casi) raccolto entro le prime 24 ore dal ricovero in UTI, e nessun trattamento antibiotico per più di 48 ore prima del campionamento (per non alterare troppo il quadro microbiologico iniziale).

Abbiamo raccolto un sacco di dati clinici: caratteristiche demografiche, punteggi di gravità (APACHE II, SOFA), sviluppo di disfunzioni d’organo (ARDS, shock, insufficienza renale acuta), durata della degenza in UTI e ospedaliera, mortalità, e anche i giorni liberi da ventilatore nei primi 28 giorni. Abbiamo monitorato anche biomarcatori infiammatori nel sangue (leucociti, neutrofili, linfociti, proteina C-reattiva – PCR, procalcitonina – PCT) e altri parametri come lattato, creatinina, urea, troponina T e pro-BNP.

La diagnosi microbiologica della causa della polmonite è stata fatta con metodi standard (emocolture, test antigenici urinari, PCR su tampone faringeo e, per SARS-CoV-2, su tampone nasofaringeo).

Poi, la parte clou: l’analisi del microbioma. Abbiamo estratto gli acidi nucleici dai campioni di mini-BAL congelati e usato un kit specifico (Ion 16S Metagenomics Kit) per amplificare e sequenziare il gene 16S rRNA, una sorta di “codice a barre” per identificare i batteri presenti. Questo ci ha permesso di capire quali batteri c’erano e in che proporzione. Abbiamo calcolato indici di diversità (Shannon e Simpson) per misurare la ricchezza e l’uniformità della comunità batterica e quantificato la carica batterica totale. È importante sottolineare che i risultati di questa analisi metagenomica non sono stati usati per decidere le cure dei pazienti, essendo uno studio retrospettivo su campioni già raccolti.

Risultati Sorprendenti: La Diversità è la Chiave

Alla fine, abbiamo incluso nello studio 34 pazienti con polmonite grave ad eziologia nota (alcuni sono stati esclusi per trattamento antibiotico prolungato o bassa qualità del campione). Di questi, 17 avevano polmonite virale (causata da SARS-CoV-2, virus influenzali, rhinovirus, RSV), 9 avevano polmonite batterica (principalmente Streptococcus pneumoniae, ma anche Legionella pneumophila, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae), e 8 avevano una coinfezione virale e batterica.

La prima scoperta interessante è stata sulla diversità del microbioma. Nei pazienti con polmonite virale, la diversità era significativamente maggiore rispetto a quelli con polmonite batterica o coinfezione. L’indice di Shannon, per esempio, era in media 3.75 nei virali contro 0.4 nei batterici e 0.48 nei coinfezionati. Questo suggerisce che nelle infezioni batteriche gravi, il patogeno tende a prendere il sopravvento, riducendo drasticamente la varietà degli altri microbi.

Ma la cosa ancora più intrigante è che questo indice di diversità (Shannon) era associato al punteggio di gravità APACHE II, indipendentemente dalla causa (virale o batterica) della polmonite! Un’analisi di regressione multipla ha mostrato che una minore diversità era legata a una maggiore gravità all’ammissione (insieme ai livelli di lattato). Questo ci dice che la disbiosi, la perdita di diversità, è di per sé un potenziale biomarcatore di gravità.

Pattern Diversi, Destini Diversi?

Analizzando più a fondo, abbiamo visto pattern diversi a seconda del tipo di polmonite e delle complicazioni.

• Polmonite Virale: Qui il microbioma era più ricco. I phyla più abbondanti erano Proteobacteria (soprattutto Haemophilus, ma curiosamente senza Enterobacteriaceae), Firmicutes, Actinobacteria e Bacteroidetes. Tuttavia, nei pazienti virali che sviluppavano ARDS, abbiamo notato una minore presenza di Proteobacteria e una predominanza di Bacteroidetes e Firmicutes. E ancora più specifico: nei pazienti virali che successivamente sviluppavano una polmonite associata alla ventilazione (VAP), abbiamo trovato una percentuale significativamente maggiore di Acinetobacter già all’ammissione in UTI. L’Acinetobacter non è un ospite comune dei polmoni sani ed è spesso resistente agli antibiotici; la sua presenza precoce potrebbe indicare uno squilibrio che predispone a complicazioni.
• Polmonite Batterica e Coinfettati: Come detto, qui la diversità era bassissima. Il microbioma era dominato dal batterio responsabile dell’infezione (Firmicutes per lo pneumococco, Proteobacteria per Haemophilus, Legionella o Klebsiella). Nei pazienti coinfezionati, una minore diversità (misurata sia con l’indice di Shannon che di Simpson) era associata allo sviluppo di shock. La mortalità grezza era più alta in questi gruppi (35.3%) rispetto ai pazienti con sola infezione virale (11.8%), anche se la differenza non era statisticamente significativa nel nostro campione. Questo conferma quanto sia pericolosa la coinfezione batterica durante un’infezione virale.

Un’altra osservazione interessante riguarda il genere Prevotella (appartenente ai Bacteroidetes). Alcuni studi suggeriscono che possa avere un ruolo protettivo. Nel nostro studio, la maggior parte dei pazienti che avevano più dell’1% di Prevotella nel loro microbioma polmonare è sopravvissuta, suggerendo che la sua presenza potrebbe effettivamente migliorare la prognosi.

Cosa Significa Tutto Questo?

Questo studio aggiunge un tassello importante alla nostra comprensione: sembra proprio che ci sia una relazione forte tra la gravità della polmonite acquisita in comunità e la diversità del microbioma polmonare. Supporta l’idea che esistano modelli diversi di CAP a seconda che l’origine sia virale o batterica. Ma, cosa fondamentale, la diversità del microbioma emerge come un marcatore di gravità indipendente dall’eziologia e dall’infiammazione sistemica dell’ospite.

Nei pazienti con polmonite virale, la composizione specifica del microbioma sembra influenzare l’evoluzione verso complicazioni come l’ARDS o la VAP. La presenza precoce di batteri come Acinetobacter potrebbe segnalare una vulnerabilità a future infezioni nosocomiali.

Nei pazienti con polmonite batterica o coinfezione, la bassissima diversità riflette il dominio del patogeno e si associa a esiti peggiori, specialmente nelle coinfezioni dove la diversità ridotta è legata allo shock. Questo potrebbe essere legato a una risposta immunitaria disregolata indotta dal virus che favorisce l’invasività batterica.

Limiti e Prospettive Future

Certo, il nostro studio ha delle limitazioni. È stato condotto in un solo centro e il numero di pazienti è relativamente basso, il che limita la potenza statistica e la generalizzabilità dei risultati. Inoltre, nonostante il limite delle 48 ore, alcuni pazienti avevano già ricevuto antibiotici, il che potrebbe aver influenzato parzialmente il microbioma osservato.

Tuttavia, i risultati sono promettenti. Suggeriscono che analizzare il microbioma polmonare all’ammissione potrebbe darci informazioni prognostiche preziose sulla gravità della polmonite e sul rischio di complicazioni. In futuro, chissà, potremmo forse usare queste informazioni per personalizzare le terapie o addirittura sviluppare strategie per modulare il microbioma polmonare e migliorare gli esiti dei pazienti.

In sintesi, il mondo microbico dentro i nostri polmoni è molto più attivo e influente di quanto pensassimo. La perdita della sua diversità sembra essere un campanello d’allarme importante nella polmonite grave. Continuare a esplorare queste interazioni tra ospite e microbioma è una frontiera entusiasmante della ricerca medica!

Fonte: Springer