Infezioni da Stafilococco aureo

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Infezioni da Stafilococco aureo: il probiotico Bacillus ostacola la colonizzazioneLe infezioni batteriche da Staphylococcus aureus del distretto cervico facciale sono tra le più frequenti e allo stesso tempo pericolose.

I trattamenti protratti e ripetuti con antibiotici vanno spesso incontro a resistenza.

Quali potrebbero essere dunque delle valide alternative di trattamento e/o prevenzione?

Secondo Pipat Piewngam e colleghi del National Institute of Health (USA) in collaborazione con la Mahidol University e la Rajamangala University of Technology della Tailandia, la somministrazione del probiotico Bacillus, già ampiamente in uso, potrebbe essere la soluzione.

I probiotici riducono il rischio di colonizzazione dei patogeni intestinali con conseguenti infezioni. Tuttavia, i meccanismi sono in generale poco chiari.

Lo studio, di recente pubblicato sulla rivista Nature, ha messo in luce i meccanismi molecolari attraverso i quali spore di Bacillus riescono a inibire la colonizzazione, intestinale e non, del patogeno in questione, mettendo in atto un processo di mutua esclusione.

La chiave sembrerebbe essere l’inibizione del suo “quorum sensing”, ossia della regolazione di densità batterica, meccanismo specifico per ogni specie.

  • Partendo dall’idea che la normale composizione del microbiota intestinale venga influenzata dalla presenza del patogeno aureus, i ricercatori hanno collezionato campioni fecali di 200 adulti sani di una popolazione rurale thailandese, evitando così interferenze con farmaci o altri fattori confondenti tipici della società civilizzata. Venticinque su 200 campioni sono risultati positivi al patogeno, con indicazione di una sua espressione intestinale. Confrontando la composizione batterica dei campioni con e senza S. aureus si è evidenziato che:

a) non vi è nessuna differenza sostanziale in termini di composizione tra i due gruppi;

b) è stata riscontrata una forte correlazione tra la presenza di Bacillus e l’assenza di aureus;

c) la mutua esclusione è stata riscontrata anche al di fuori del sito intestinale, per esempio a livello nasale .

Quali possono essere le ragioni di questa presenza-assenza?

Dall’ipotesi di produzione di una sostanza diretta e specifica da parte del probiotico contro la colonizzazione di S. aureus, si è passati a valutare la possibilità di una sua interferenza con il processo di regolazione di densità batterica detto “quorum sensing” con una inibizione selettiva di S. aureus a livello di Agr (Accessory Gene Regulator), importante per la sua virulenza.

Tutti i filtrati di colture cellulari di Bacillus hanno ridotto l’attività di Agr in ceppi di S. aureus di almeno l’80%, confermando l’interazione. Attraverso tecniche cromatografiche e di spettrometria di massa ad alta risoluzione, è stato possibile identificare nel dettaglio la sostanza responsabile di tale effetto. Si tratta di un lipopeptide ciclico, la fengicina, in particolare nella sua isoforma β-OH-C17-B.

Per confermare ulteriormente il ruolo attivo della fengicina nell’inibire la colonizzazione di S. aureus, è stato prodotto un ceppo modificato di Bacillus subtilis carente del gene fenA, essenziale per la produzione appunto di fengicina, e confrontato con uno wild-type B. subtilis fenA -/- è risultato privo dell’attività di inibizione di Agr a differenza del ceppo inalterato, confermando l’importanza del lipopeptide identificato.

Tra i meccanismi d’azione proposti, quello più probabile si basa sull’analogia strutturale tra la fengicina ed il peptide di attivazione di Agr, l’AIP (Agr autoinducing peptide), con un’azione di competizione recettoriale.

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Da ultimo i ricercatori sono passati agli studi in vivo colonizzando modelli murini con S. aureus e, in seguito, rispettivamente con ceppi di B. subtilis wild-type o fenA -/-.. Trattando i modelli con spore di B. subtilis wild-type la colonizzazione del patogeno è stata completamente inibita sia a livello fecale che intestinale; di contro, spore di fenA -/- non hanno prodotto alcun effetto sulla colonizzazione di S. aureus

In conclusione dunque, attraverso il lipopeptide fengicina il probiotico Bacillus è in grado di contrastare la colonizzazione di S. aureus in diversi siti anatomici riducendo di conseguenza le infezioni a esso correlate.

Questo studio approfondito e ben condotto sui meccanismi d’azione dei probiotici rafforza con evidenze scientifiche la convinzione della loro efficacia profilattica sulle infezioni anche delle vie aero digestive a supporto di un loro sempre più ampio e appropriato utilizzo.

 

BIBLIOGRAFIA
Pipat Piewngam et al,   Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference, Nature. 2018 Oct;562(7728):532-537. doi: 10.1038/s41586-018-0616-y. Epub 2018 Oct 10 2018.

 

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