LACTOBACILLUS CRISPATUS CONTRO ESCHERICHIA COLI: ERADICAZIONE DEI PATOGENI INTRACELLULARI

Sezione istologica di tessuto osservata al microscopio, per illustrare lactobacillus crispatus contro Escherichia coli

Lactobacillus crispatus non agisce contro Escherichia coli soltanto impedendo la colonizzazione della vagina. Un nuovo studio mostra che può stimolare le cellule epiteliali a eliminare i batteri intracellulari, contribuendo all’eradicazione dei serbatoi nascosti che alimentano le infezioni urinarie ricorrenti.

Uno studio appena pubblicato mette in luce un inedito meccanismo attraverso cui L. crispatus esercita un’azione terapeutica nei confronti delle infezioni urinarie. Questo lattobacillo è infatti in grado di stimolare l’eradicazione delle colonie batteriche intracellulari, una delle principali complicanze responsabili delle cistiti ricorrenti e una vera sfida per la medicina.

Vediamo tutti i dettagli.

Microbiota urinario e infezioni

Fino a qualche anno fa si pensava che la vescica fosse un ambiente sterile, e che la presenza di batteri all’interno di quest’organo fosse indicativa di un’infezione urinaria. Con l’avvento delle moderne tecniche di indagine microbiologica si è poi scoperto che anche la vescica ospita batteri commensali, e il suo microbiota è per certi versi simile a quello genitale. In entrambi i casi, infatti, nelle donne sane in età fertile la specie batterica più comunemente identificata è quella dei lattobacilli, e la prevalenza lattobacillare si riduce dopo la menopausa [1].

La ricerca sul microbiota urinario, le sue funzioni e le sue relazioni con l’ospite è appena agli inizi. Una delle domande che i ricercatori si pongono è se e come il microbiota urinario influenzi il rischio di sviluppare infezioni. Una prima risposta arriva da uno studio da cui è emerso che in un campione di donne con vescica neurologica, e perciò ad altissimo rischio di cistite, la dominanza lattobacillare in vescica si era completamente perduta [2]. In accordo con questi risultati, in modelli animali di infezione urinaria l’instillazione di lattobacilli direttamente in uretra o in vescica ha diminuito o azzerato il titolo di E. coli, e inoltre ridotto l’infiammazione e il danno alla mucosa [3,4].

Questi risultati fanno pensare che un microbiota urinario dominato da lattobacilli sia protettivo nei confronti delle infezioni urinarie, e la sua alterazione contribuisca alla patogenesi delle UTI [5]. I lattobacilli infatti possono interagire con i batteri uropatogeni in diversi modi: possono esercitare un’azione antimicrobica diretta grazie alla produzione di acido lattico, acqua ossigenata e batteriocine; possono competere per l’adesione alle cellule epiteliali; possono limitare la formazione di biofilm da parte dei patogeni [5].

Ma da uno studio recentissimo emerge un nuovo ed estremamente interessante meccanismo attraverso cui i lattobacilli – e nello specifico L. crispatus – esercitano un’azione terapeutica nei confronti delle infezioni urinarie. E questo meccanismo ha a che vedere con l’eradicazione dei patogeni intracellulari, uno dei fattori principali e più problematici che stanno alla base delle cistiti ricorrenti.

L. crispatus aiuta a eradicare i patogeni intracellulari

Lo studio [6], firmato da una collaborazione sudcoreana-statunitense, ha anzitutto osservato che in un campione di donne affette da cistiti ricorrenti la presenza di lattobacilli in vescica risultava marcatamente ridotta rispetto a soggetti di controllo sani.

Per comprendere in che modo i lattobacilli proteggano dalle infezioni urinarie, i ricercatori hanno quindi studiato in vitro l’interazione tra L. crispatus e cellule uroteliali umane infettate da E. coli.

Come è ormai ben noto, questo batterio non si limita ad aderire all’urotelio ma ne invade anche le cellule, formando comunità intracellulari difficilmente attaccabili sia dalle difese immunitarie che dagli antibiotici, le quali sono alla base delle cistiti ricorrenti (per maggiori dettagli vedi l’articolo Patogenesi della cistite: una visione aggiornata).

L. crispatus, da parte sua, è uno dei principali componenti del microbiota urogenitale femminile e, tra tutti i lattobacilli vaginali, quello dalle maggiori capacità protettive (vedi l’articolo Lactobacillus crispatus: cosa dice la letteratura scientifica).

Ebbene, il sorprendente risultato è stato che nelle cellule uroteliali trattate con L. crispatus la presenza di batteri intracellulari era marcatamente ridotta. Risultato replicato anche nel modello animale, dove l’instillazione vescicale di L. crispatus ha diminuito in modo importante le colonie intracellulari di E. coli in topi precedentemente infettati.

Da un’analisi più approfondita è emerso che questo lattobacillo stimola le cellule della vescica a produrre Interferone I, il quale a sua volta determina una serie di eventi che consentono alla cellula stessa di uccidere i batteri che la infettano.

Dunque L. crispatus è in grado di modulare l’immunità innata a livello vescicale in modo da promuovere l’eradicazione dei patogeni intracellulari: un risultato straordinario, finora estremamente difficile da ottenere.

La logica conclusione è che arricchire di L. crispatus il microbiota urogenitale rappresenta una strategia estremamente interessante contro le infezioni urinarie.

Bibliografia

1: Curtiss N, Balachandran A, Krska L, et al. Age, menopausal status and the bladder microbiome. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 2018; 228: 126–129. https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2018.06.011

2: Fouts, D. E., Pieper, R., Szpakowski, S., Pohl, H., Knoblach, S., Suh, M. J., … & Groah, S. L. (2012). Integrated next-generation sequencing of 16S rDNA and metaproteomics differentiate the healthy urine microbiome from asymptomatic bacteriuria in neuropathic bladder associated with spinal cord injury. Journal of translational medicine, 10(1), 1-17. https://doi.org/10.1186/1479-5876-10-174

3: C. Silva de Ruiz, M.E. Lopez de Bocanera, M.E. Nader de Macias, A.A. Pesce de Ruiz Holgado, Effect of lactobacilli and antibiotics on E. coli urinary infections in mice, Biological & pharmaceutical bulletin. Jan 19 (1) (1996) 88–93. https://doi.org/10.1248/bpb.19.88

4: T. Asahara, K. Nomoto, M. Watanuki, T. Yokokura, Antimicrobial activity of intraurethrally administered probiotic Lactobacillus casei in a murine model of Escherichia coli urinary tract infection, Antimicrobial agents and chemotherapy 45 (6) (Jun 2001) 1751–1760. https://doi.org/10.1128/aac.45.6.1751-1760.2001

5: Vagios, S., Hesham, H., & Mitchell, C. (2020). Understanding the potential of lactobacilli in recurrent UTI prevention. Microbial Pathogenesis, 104544. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2020.104544

6: Song, C. H., Kim, Y. H., Naskar, M., Hayes, B. W., Abraham, M. A., Noh, J. H., … & Choi, H. W. (2022). Lactobacillus crispatus Limits Bladder Uropathogenic E. coli Infection by Triggering a Host Type I Interferon Response. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(33), e2117904119. https://doi.org/10.1073/pnas.2117904119