In che modo la terapia sistemica influenza la disbiosi?

Uno degli obiettivi dello studio osservazionale multicentrico ProRaD è quello di comprendere meglio i meccanismi che influenzano il decorso della dermatite atopica (AD). In un sottoprogetto, i ricercatori hanno utilizzato le moderne tecnologie di sequenziamento per studiare gli effetti dei sistemi terapeutici sul microbioma della pelle nei pazienti affetti da AD. Si spera che progetti di ricerca come questi possano ottimizzare le strategie di trattamento dell’AD.

La ricerca sul microbioma (in greco mikrós “piccolo” e bios “vita”) è diventata sempre più oggetto di interesse negli ultimi anni e i metodi di analisi molecolare delle popolazioni microbiche vengono costantemente sviluppati [1]. Al giorno d’oggi, il sequenziamento di nuova generazione (NGS) è spesso utilizzato come metodo di misurazione nelle analisi del microbioma [1]. La NGS può essere utilizzata per determinare l’identità di batteri, funghi e altri microrganismi in un campione sotto forma di segmenti di genoma e per stimare le frequenze relative con cui sono rappresentati nel campione [2]. La ricerca intensiva e sistematica sul microbioma cutaneo e intestinale umano mediante NGS è stata condotta, ad esempio, nell’ambito del “Progetto Microbioma Umano”, un’iniziativa dei National Institutes of Health statunitensi [3]. Nel frattempo, l’NGS è stato utilizzato in numerosi studi per indagare il microbioma e, tra le altre cose, sono state acquisite interessanti conoscenze sul microbioma cutaneo nella dermatite atopica (AD) [4]. In particolare, durante un attacco acuto di MA, si può osservare una diversità batterica molto ridotta del microbiota e un’elevata abbondanza relativa di Staphylococcus aureus (S. aureus) [5].

Analisi del microbioma come parte del collettivo ProRaD

Per studiare l’effetto dei trattamenti terapeutici locali e sistemici sul microbioma della pelle umana nei pazienti con MA, sono stati raccolti e analizzati campioni di pelle nell’ambito dello studio prospettico longitudinale ProRaD ad Augsburg e Bonn tra il 2017 e il 2019 [6].

Metodi: i ricercatori hanno analizzato e valutato un totale di 1077 strisci di microbioma cutaneo e i dati sul trattamento farmacologico di 462 soggetti in uno studio trasversale. Il microbioma cutaneo dei pazienti è stato registrato utilizzando il sequenziamento dell’amplicone 16S rRNA della regione V1-V3**. [1,6]Per l’analisi bioinformatica è stato utilizzato l’algoritmo “AnnotIEM”, che confronta la sequenza di RNA dei batteri con numerosi database, consentendo la successiva determinazione del microbioma individuale fino al livello batterico specifico con elevata precisione.

** La composizione del microbiota può essere determinata sequenziando le regioni variabili (V1-V9) del 16S rDNA batterico. www.gtl.hhu.de/verfuegbare-workflows-proben request/next-generation-sequencing/microbiome-profiling-16s-amplicon sequencing

È stato documentato l’attuale regime di trattamento dell’AD e i pazienti sono stati suddivisi in gruppi di trattamento secondo le raccomandazioni delle linee guida EuroGuiDerm [6].

Risultati dell’analisi: È stata confermata una forte correlazione tra la condizione della pelle e la frequenza di S. aureus nelle lesioni cutanee dei pazienti con AD. Non è stata trovata alcuna correlazione tra l’abbondanza relativa di S. aureus e l’età o il sesso. Per escludere la condizione della pelle come fattore confondente, sono state effettuate analisi separate del microbioma cutaneo per i decorsi lievi, moderati e gravi della malattia. Nei pazienti con AD moderata, c’era un’abbondanza relativa significativamente inferiore di S. aureus in quelli che avevano ricevuto una terapia sistemica rispetto a quelli che avevano ricevuto solo un trattamento topico. Inoltre, i pazienti affetti da MA trattati con farmaci sistemici tendevano a differire a seconda dell’agente sistemico somministrato. L’abbondanza relativa media di S. aureus è risultata inferiore nei partecipanti in terapia con il farmaco biologico (bDMARD) dupilumab rispetto ai partecipanti in terapia sistemica con immunosoppressori convenzionali (csDMARD).

Conclusione : questo studio pilota ha descritto le possibili associazioni tra il trattamento dell’AD e i cambiamenti del microbioma all’interno della coorte ProRaD. I risultati dimostrano la rilevanza di specifici processi immunologici nell’interazione microbica nell’AD e indicano le implicazioni associate per il trattamento sistemico-terapeutico. In particolare, ci sono state indicazioni che il trattamento con dupilumab ha un effetto favorevole sulla disbiosi associata all’AD.

Anche il microbioma si è normalizzato con dupilumab in TREATgermany

Hartmann et al. ha riferito di uno studio pubblicato sulla rivista “Allergy” nel 2023, che ha studiato come il microbioma cutaneo nell’AD sia influenzato da varie terapie sistemiche [7].

Metodologia: Per la loro analisi, i ricercatori hanno utilizzato un set di dati provenienti dallo studio di registro TREATgermany. I tamponi cutanei di 157 pazienti con AD sono stati analizzati mediante sequenziamento dell’amplicone 16S rRNA prima e dopo tre mesi di trattamento con dupilumab o ciclosporina e confrontati con 258 controlli sani basati sulla popolazione. [15]La gravità della malattia è stata valutata utilizzando strumenti consolidati come l'”Eczema Area and Severity Index” (EASI).

Risultati dell’analisi: Questo studio ha anche confermato un’elevata abbondanza relativa di S. aureus correlata alla gravità dell’AD (EASI). Il trattamento con dupilumab ha portato a uno spostamento della colonizzazione microbica verso un modello simile a quello osservato nei controlli sani. Nel corso del trattamento, la frequenza relativa dello Staphylococcus e soprattutto dello S. aureus è diminuita in modo significativo sia sulla pelle lesionata che su quella non lesionata dell’AD, mentre la frequenza dello Staphylococcus hominis è aumentata. Questi cambiamenti erano in gran parte indipendenti dal grado di miglioramento clinico e non sono stati osservati durante il trattamento con ciclosporina.

Conclusione : nelle presenti analisi, il trattamento sistemico con dupilumab tendeva a normalizzare il microbioma cutaneo nell’AD, a differenza della ciclosporina. Questo è risultato ampiamente indipendente dalla risposta clinica, suggerendo che il blocco del recettore IL-4 alfa indotto da dupilumab di per sé può avere un effetto sul microbioma, hanno detto gli autori dello studio. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi empirici per saperne di più [7].

Ipotesi sui meccanismi sottostanti

Secondo Hartmann et al. il blocco delle citochine di tipo 2 può avere effetti diretti e/o indiretti sulla composizione del microbioma cutaneo [7]. [8–10] [11,12]Gli effetti diretti riguardano la funzione di barriera cutanea e comprendono, ad esempio, la normalizzazione della composizione lipidica epidermica, l’aumento del contenuto di peptidi idratanti naturali e l’incremento della produzione di peptidi antimicrobici, accompagnati da una ridotta captazione di S. aureus o da una tendenza all’aumento della clearance di S. aureus. Tuttavia, la configurazione sperimentale descritta nell’analisi del set di dati TREATgermany non consente di trarre conclusioni chiare sulle interazioni dirette, secondo Hartmann et al. Rimane quindi poco chiaro se i cambiamenti nella composizione del microbioma osservati con dupilumab siano una conseguenza degli effetti diretti specifici del farmaco e/o degli effetti indiretti della riduzione dell’infiammazione cutanea. >I pazienti con una risposta EASI90 hanno mostrato il recupero più pronunciato della diversità batterica, che era paragonabile a quella dei controlli sani, ad eccezione di una firma microbica residua caratterizzata dalla presenza di solo alcune varianti di sequenza ampliconica (ASV) associate all’AD, con frequenze variabili.

Congresso: Assemblea annuale ADF

Letteratura:

CK-CARE, Centre for Allergy Research and Education, Relazione annuale 2019, https://ck-care.ch/wp-content/uploads/2021/09/CKC_Jahresbericht_2019_web.pdf,(ultimo accesso 17 maggio 2024).
“Mikrobiomanalyse unter Berücksichtigung biologischer Datenstruktur”, https://opendata.uni-halle.de/bitstream/1981185920/64498/1/antweiler_ Kai-Lars_Dissertation_2021.pdf, (ultimo accesso 17 maggio 2024)
Consorzio del Progetto Microbioma Umano: Struttura, funzione e diversità del microbioma umano sano. Natura 2012; 486(7402): 207-214.
Wollina U: Microbioma nella dermatite atopica. Clin Cosmet Investig Dermatol 2017; 10: 51-56.
Fölster-Holst R: Il ruolo del microbioma cutaneo nella dermatite atopica – correlazioni e conseguenze. Giornale della Società Dermatologica Tedesca 2022; 20(5): 571-578.
Rohayem R, et al: Il trattamento sistemico mirato modula l’abbondanza relativa dello stafilococco aureo nei pazienti con dermatite atopica, P119. 50° Riunione annuale della Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung (ADF). Exp Dermatol 2024; 33(3): e14994.
Hartmann J; Gruppo di studio TREATgermany. Il trattamento con dupilumab, ma non con ciclosporina, sposta il microbioma verso una flora cutanea sana nei pazienti con dermatite atopica da moderata a grave. Allergia 2023; 78(8): 2290-2300.
Rohner MH, et al: Dupilumab riduce l’infiammazione e ripristina la barriera cutanea nei pazienti con dermatite atopica. Allergia 2021; 76: 1268-1270.
Miyake R, et al: L’assorbimento dello Staphylococcus aureus da parte dei cheratinociti è ridotto dal percorso interferone-fibronectina e dall’espressione della filaggrina. J Dermatol 2022; 49: 1148-1157.
Hönzke S, et al: Influenza delle citochine Th2 sull’involucro cornificato, sulle proteine della giunzione stretta e sulle β-defensine negli equivalenti cutanei con deficit di filaggrina. J Invest Dermatol 2016; 136: 631-639.
Möbus L, et al: La dermatite atopica mostra firme stabili e dinamiche del trascrittoma cutaneo. J Allergy Clin Immunol 2021; 147: 213-223.
Ferraro A, et al: Ruolo e plasticità delle risposte Th1 e Th17 nell’immunità allo Staphylococcus aureus. Hum Vaccin Immunother. 2019; 15: 2980-2992.
Moskovicz V, Gross A, Mizrahi B: Fattori estrinseci che modellano il microbioma cutaneo. Microrganismi 2020, 8, 1023. www.mdpi.com/2076-2607/8/7/1023#,(ultimo accesso 17.05.2024)
Kim JE, Kim HS: Microbioma della pelle e dell’intestino nella dermatite atopica (AD): comprendere la fisiopatologia e trovare nuove strategie di gestione. Journal of Clinical Medicine 2019; 8(4): 444.
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