Valutazione del microbioma polmonare nei pazienti affetti da polmonite da Pneumocystis jirovecii

La polmonite da Pneumocystis jirovecii (PJP) rappresenta una delle principali infezioni opportunistiche in pazienti immunocompromessi, in particolare quelli affetti dal virus dell’immunodeficienza umana, sottoposti a trapianto di organi o in trattamento con terapie immunosoppressive. Sebbene Pneumocystis jirovecii sia riconosciuto come l'agente eziologico primario della PJP, il ruolo del microbiota polmonare nella progressione e nella risposta all'infezione rimane poco compreso. Quando si parla di microbiota, ci si riferisce all’insieme dei microrganismi ⎼ batteri, funghi, archeobatteri, protozoi e virus ⎼ che colonizzano un ambiente specifico in un dato momento. Il microbiota umano è definito come “l’insieme dei microrganismi che, in modo fisiologico o talvolta patologico, vivono in simbiosi con il corpo umano”. Questa popolazione microbica è principalmente concentrata nell’intestino. Si stima che il corpo umano sia colonizzato da circa 38.000 miliardi di batteri. I phyla più abbondanti sono Firmicutes e Bacteroidetes. L’influenza del microbiota nella regolazione dell’attività metabolica è oggi riconosciuta con sempre più evidenze. Un’altra caratteristica del microbiota umano è il ruolo nello sviluppo del sistema immunitario durante l’infanzia e, di conseguenza, sullo stato di infiammazione del corpo. Il microbiota viene alterato da fattori esterni come la dieta, il tipo di parto o i microrganismi presenti nell’ambiente quotidiano. Da uno stato di equilibrio chiamato eubiosi si può passare alla condizione opposta di disbiosi. Quest’ultima è associata a un aumento di patologie metaboliche, cardiovascolari, infiammatorie, neurologiche, psichiche e oncologiche, note come “malattie del progresso”. Oggi è chiara l’importanza del microbiota nel mantenimento della salute umana. I microrganismi commensali supportano le funzioni del corpo umano come il metabolismo e il sistema immunitario, e contrastano la proliferazione dei patogeni. Per spiegare come il microbiota supporta l’organismo umano, è utile introdurre il concetto di microbioma. Il termine microbioma indica l’insieme del patrimonio genetico del microbiota, cioè i geni che esso è in grado di esprimere. Considerando il microbioma umano, questi geni codificano per molecole che il corpo non riesce a produrre autonomamente. I numeri sono sorprendenti: il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri, come se fosse un secondo genoma. Questo ci permette di considerare il microbiota come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce numerosi composti fondamentali al funzionamento degli organi umani. I geni del microbiota sono complementari a quelli umani e aiutano a mantenere la salute prevenendo o trattando molte patologie e supportando funzioni come la digestione, lo sviluppo del sistema immunitario e la sintesi di composti essenziali. Come già accennato, il microbiota umano può trovarsi in due stati: eubiosi e disbiosi. Nel primo caso, si ha un equilibrio microbico in cui il microbioma produce metaboliti necessari al corpo umano e ha effetti positivi sulla salute. Nella condizione di disbiosi, non solo viene meno la produzione di molecole utili, ma vengono anche metabolizzati composti dannosi da parte dei microrganismi patogeni, anch’essi parte del microbiota. Per questi motivi i cambiamenti del microbiota e, conseguentemente, del microbioma impattano sull’omeostasi del corpo. Se oggi possiamo studiare (sebbene solo per quanto riguarda la parte batterica) la composizione del microbiota lo dobbiamo alla metagenomica, la quale basa le proprie indagini sul microbioma. In particolare, l’esame in grado di indagare la popolazione batterica è il sequenziamento genomico del 16S rRNA, un gene dell’RNA specifico di ogni batterio che serve a produrre i ribosomi, responsabili della sintesi proteica. Identificarlo significa risalire alla singola specie batterica. Questa tesi si propone di esplorare e caratterizzare il microbioma polmonare nei pazienti affetti da PJP, con l'obiettivo di comprendere come le comunità microbiche associate possano influenzare la suscettibilità all'infezione, la gravità della malattia e la risposta al trattamento. Lo studio si basa sull'analisi di campioni di lavaggio bronco-alveolare raccolti da pazienti diagnosticati con PJP e da un gruppo di controllo costituito da pazienti in cui la ricerca di Pneumocystis jirovecii è risultata negativa. Utilizzando tecniche avanzate di sequenziamento del DNA e analisi bioinformatica, è stata effettuata una mappatura dettagliata del microbioma polmonare, identificando la composizione microbica, la diversità delle specie presenti e le possibili interazioni tra Pneumocystis jirovecii e altri microrganismi. I risultati ottenuti hanno permesso di delineare potenziali profili microbici associati alla malattia. La tesi discute inoltre le implicazioni cliniche dell’alterazione del microbiota polmonare, suggerendo nuove prospettive per la gestione terapeutica della polmonite da Pneumocystis jirovecii e per l'integrazione delle conoscenze sul microbioma polmonare nella pratica clinica. Infine, si esplorano le possibili direzioni future della ricerca, evidenziando la necessità di studi prospettici per valutare l'evoluzione del microbioma polmonare nel corso dell'infezione e la risposta ai trattamenti.