L'uso precoce di antibiotici interrompe lo sviluppo immunitario nei neonati

Un nuovo studio condotto dai ricercatori dell'University of Rochester Medical Center (URMC) ha scoperto che l'esposizione precoce agli antibiotici può compromettere lo sviluppo del sistema immunitario di un neonato e che un metabolita naturale potrebbe essere la chiave per invertire il danno.

Uno studio pubblicato su Cell ha scoperto che l'esposizione agli antibiotici durante la gravidanza e l'infanzia può indebolire permanentemente la capacità del sistema immunitario di combattere infezioni respiratorie come l'influenza. Analizzando sia modelli murini che tessuto polmonare di neonati umani, i ricercatori hanno scoperto che l'uso precoce di antibiotici compromette la capacità del microbioma intestinale di produrre inosina, una molecola che funge da importante segnale per lo sviluppo delle cellule immunitarie.

Tuttavia, aggiungendo inosina ai topi, gli scienziati sono riusciti a correggere i problemi del sistema immunitario causati dagli antibiotici, aprendo la strada a potenziali strategie terapeutiche per potenziare la memoria immunitaria nei neonati vulnerabili.

"Pensate all'inosina come a un messaggero molecolare. Viaggia dall'intestino alle cellule immunitarie in via di sviluppo, 'insegnando' loro come maturare correttamente e prepararsi a future infezioni", ha spiegato Hitesh Deshmukh, MD, PhD, autore senior dello studio e primario di neonatologia presso il Golisano Children's Hospital (GCH) presso l'UR Medicine.

Il progetto faceva parte di un'iniziativa a lungo termine finanziata dal NIH R35 per studiare in che modo le esposizioni nei primi anni di vita influenzano il rischio di contrarre malattie nel corso della vita, tra cui l'asma e le malattie polmonari croniche.

"Sappiamo che gli antibiotici possono salvare la vita dei bambini, ma interrompono anche il microbioma durante un periodo critico dello sviluppo del sistema immunitario", ha affermato Deshmukh. "Il nostro studio mostra un modo in cui questa interruzione influisce sull'immunità polmonare e, soprattutto, un possibile modo per correggerla".

Il disturbo colpisce la formazione di linfociti T della memoria residenti nei tessuti, una popolazione specializzata di cellule immunitarie che vivono nei polmoni e forniscono protezione a lungo termine contro le infezioni virali. Senza queste cellule, i neonati possono rimanere vulnerabili a gravi malattie respiratorie anche in età adulta.

"Abbiamo scoperto che il microbioma intestinale funge da insegnante per il sistema immunitario in via di sviluppo", ha spiegato Deshmukh. "Quando gli antibiotici interrompono questo naturale processo educativo, è come cancellare capitoli chiave da un libro di testo: il sistema immunitario non impara mai lezioni importanti su come combattere le infezioni respiratorie".

Risultati principali dello studio:

Lo studio ha confrontato topi neonati esposti ad antibiotici comuni (ampicillina, gentamicina e vancomicina, gli stessi farmaci spesso utilizzati nelle donne incinte e nei neonati) con topi il cui microbioma naturale è rimasto intatto.

Nei topi esposti agli antibiotici:

• La popolazione di cellule T CD8+ protettive nei polmoni è stata significativamente ridotta.

• Si è riscontrata una compromissione della capacità di formare cellule della memoria residenti nei tessuti, cellule immunitarie specializzate che vivono nei polmoni e forniscono una rapida protezione contro le reinfezioni.

• Le immunodeficienze persistevano fino all'età adulta, il che indicava cambiamenti persistenti nello sviluppo del sistema immunitario.

Utilizzando campioni di tessuto polmonare provenienti dalla BRINDL Biobank, finanziata dal NIH, il team ha confermato la presenza di immunodeficienze simili nei neonati esposti ad antibiotici. Non solo questi neonati presentavano un minor numero di cellule della memoria, ma mostravano anche modelli di espressione genica simili a quelli degli adulti più anziani, il che è associato a un aumento del rischio di infezioni respiratorie.

Ancora più importante, l'aggiunta di inosina ai topi esposti agli antibiotici ha ripristinato in modo significativo la loro capacità di sviluppare cellule della memoria funzionali e di innescare risposte immunitarie efficaci, aprendo promettenti prospettive per terapie future.

"Questo suggerisce che possiamo proteggere i neonati a rischio con un'integrazione mirata", ha affermato Deshmukh. "Sebbene siano necessarie molte più ricerche prima che questo approccio possa essere applicato clinicamente, ora abbiamo una strada da percorrere".

I risultati dello studio potrebbero influenzare la ricerca futura sullo sviluppo di interventi, tra cui integratori alimentari, terapia metabolica o strategie di supporto del microbioma, per aiutare i neonati a sviluppare una memoria immunitaria più forte senza dover fare affidamento esclusivamente su antibiotici o probiotici rischiosi.

Deshmukh ha osservato che la neonatologa del GCH Gloria Preihuber, MD, ha svolto un ruolo chiave nello studio. La sua biobanca BRINDL di campioni di polmoni infantili, finanziata dal NIH e raccolti in un periodo di 15 anni, ha permesso al team di testare i risultati su cellule umane.

"Questo articolo non sarebbe stato possibile senza la generosità e la competenza della Dott.ssa Prayhuber", ha affermato Deshmukh. "Poter confrontare i risultati ottenuti sui topi con le cellule umane è stato assolutamente fondamentale. Questo è uno dei motivi principali per cui sono venuto a Rochester (dal Cincinnati Children's Hospital): per collaborare con lei".