MICROBIOTA E VIRUS

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Nel tratto gastroenterico troviamo milioni di microorganismi patogeni e non, che si sono evoluti con l’organismo umano.

Questi microorganismi differiscono in quantità, qualità e funzione in base alle caratteristiche dell’organismo ospitante: età, sesso, etnia, ambiente, stile di vita (dieta, sport, alcool e fumi), stress, traumi e utilizzo di farmaci.

Oggi parliamo di Olobionte, il super-organismo costituito dall’uomo e dal suo microbiota, in cui i vari microorganismi in equilibrio svolgono funzioni fondamentali per il sistema nervoso, ormonale e immunitario.
Tra i vari microorganismi i più studiati sono i batteri, che distinguiamo tra patogeni e commensali, ovvero quelli che utilizzando il cibo introdotto dall’uomo, producono molecole utili per l’organismo.

Durante un’infezione virale potrebbero determinarsi interazioni di fondamentale importante tra il microbiota dell’ospite ed il virus.
Molte evidenze scientifiche suggeriscono che i batteri commensali modulano attraverso meccanismi sia di stimolazione che di soppressione i virus, ma i virus sono a loro volta in grado di condizionare gli stessi batteri, ad esempio perturbandone l’omeostasi e causando disbiosi nell’ospite, condizione favorevole per una maggiore infettività virale.

Dalla letteratura scientifica dell’ultimo decennio si possono estrapolare vari meccanismi con cui i batteri commensali possono aumentare l’infettività virale:

• Possono facilitare la possibilità che una cellula venga infettata contemporaneamente da più virus e di conseguenza aumenta la probabilità di ricombinazione genetica virale, ovvero lo scambio di materiale genetico tra diversi virus, aumentando la variabilità dei nuovi virioni (nuove entità virali).

• Promuovono la proliferazione delle cellule bersaglio (ovvero cellule che esprimono recettori per i virus) e l’avvenimento dell’infezione attraverso l’attaccamento tra virus e cellula bersaglio.

• Possono migliorare la stabilità dei nuovi virioni: i polisaccaridi presenti nella parete batterica rendono l’ambiente più favorevole. E’risaputo infatti che uno dei principali meccanismi di adesione virale è l’attecchimento alle mucose, costituite proprio da polisaccaridi.

• Gli acidi grassi a catena corta prodotti dai batteri stimolano la riproduzione virale.

• Contribuiscono alla replicazione virale: un esempio sono i batteri che esprimo la proteina HBGA (antigene del sangue), in grado di controllare la replicazione dei Norovirus.

• Inducono la produzione di citochine infiammatorie (in particolare IL 6 e IL 10) attraverso il rilascio del lipopolisaccaride (LPS), peggiorando lo stato patologico e di immunodepressione del paziente, favorevole invece per l’infezione virale.

• Sopprimono le risposte immunitarie antivirali locali, come l’inibizione della produzione di INF-1 e delle immunoglobuline specifiche per i virus.

Al contrario i batteri commendali possono sopprimere i virus attraverso meccanismi:

• Di soppressione diretta: bloccandone la possibilità di entrare nelle cellule, intrappolandoli, alterandone la morfologia, evitando più infezioni contemporanee, sopprimendo la replicazione virale.

• Di soppressione indiretta: stimolando il sistema immunitario dell’ospite per eliminare il virus e riducendo la forte infiammazione associazione all’infezione (amplificazione dei segnali mediati dall’interferone I e II; miglioramento della risposta delle cellule Th 17 e Th 22; aumento dell’attività antivirale dei macrofagi, delle cellule APC e dei linfociti T; inibizione della soppressione immunitaria mediata da IL 33; stimolazione dei TRL; stimolazione dei CD8).

• Meccanismi di soppressione virale ad oggi ancora sconosciuti.

È chiara a questo punto la stretta correlazione, sia in positivo che in negativo, tra virus e microbiota commensale.

Come già detto nell’introduzione il microbiota commensale è immensamente diverso da persona a persona e gli studi che abbiamo a disposizione lasciano ancora tanti, troppi dubbi.

L’unico dato certo è la correlazione tra un microbiota in equilibrio e uno stato di salute buono.

Inoltre, non è possibile omettere gli effetti dei farmaci di cui spesso si abusa, soprattutto antibiotici, sul microbiota commensale.
Nonostante il panorama ancora confuso, moltissimi sono gli studi ed i progetti di ricerca rivolti al microbiota, che purtroppo sono ancora molto limitati in ambito di virus, di cui sappiamo veramente troppo poco, nonostante la maggior parte degli acidi nucleici presenti nell’uomo siano di origine virale.

Sappiamo che i virus possono modulare i batteri ad essi suscettibili;
in particolare conosciamo i batteriofagi (ovvero i virus che infettano esclusivamente i batteri) che sono in grado di determinare le differenziazioni batteriche e di promuovere l’adattamento dei batteri a nuovi pattern di abbondanza e di diversità. Probabilmente se non ci fosse questa modulazione virale dei batteri si determinerebbe disbiosi.

Nel contesto evolutivo dovremmo riconsiderare il rapporto microbiota-uomo inserendo le interazioni tra virus e batteri e cercando di capire il rapporto tra virus, batteri e ospite, così come per altri microorganismi come i miceti e i parassiti.
Quando un virus infetta una cellula, che sia essa umana o batterica, si arricchisce di materiale genetico e si diversifica, ma all’interno del suo ospite riesce determinare modifiche come l’alterazione della conformazione del cromosoma batterico, con tutte le conseguenze sull’espressione genica batterica; ad esempio alcuni batteriofagi sono in grado di alterare la sequenza genetica della componente antigenica o del lipopolisaccaride del batterio infettato.

In questo modo si modifica la struttura della superficie del procariote e quindi la sua interazione con l’uomo.
Quale sia il potenziale di queste interazioni sulla salute umana ad oggi non è noto.

Sappiamo anche che dopo un’infezione virale e una risposta immune non sempre l’organismo attua un’eliminazione virale totale (ovvero totale scomparsa degli acidi nucleici nei fluidi corporei).
Devono esserci meccanismi, ancora non noti alla comunità scientifica, che portano alla tolleranza immunologica per alcuni virus.
La tolleranza è determinata da vari fattori come la genetica dell’ospite, i fattori ambientali, lo stile di vita (dieta, sport, stress, ecc…), ma anche dalla la composizione del microbiota, di cui i virus stessi fanno parte.

Si verificano profonde e costanti interazioni tra i vari organismi presenti nell’ospite, interazioni che determinano modificazioni ed evoluzioni, che cambiano continuamente la situazione, definendo nuovi e sconosciuti scenari.

Il sistema uomo, sistema chiuso di cui si pensava di sapere tutto, è ormai superato, bisogna ragionare sul complesso Olobionte, un sistema aperto in cui non ci sono confini, del quale anche lo sconosciuto può fare parte.
Forse anche il concetto di “self e non self” potrebbe essere superato, per entrare in un’ottica diversa, in cui si può delineare solo quello che è dentro o fuori dal sistema, composto non solo dalle cellule umane eucariotiche, ma anche da batteri, virus, parassiti, funghi e tutti gli altri organismi viventi.

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