Lo studio fa luce sul fallimento del vaccino orale nel modello murino di disturbo intestinale cronico

Un disturbo intestinale cronico che si verifica in regioni con scarsa igiene interrompe le risposte immunitarie intestinali e compromette l'efficacia del vaccino orale in un modello murino della malattia, secondo una ricerca condotta dagli scienziati dell'UPMC Children's Hospital di Pittsburgh e della University of Pittsburgh School of Medicine.

Il ritrovamento, pubblicato oggi in Immunità, è importante perché i vaccini orali somministrati tramite gocce liquide alla bocca, come i vaccini antipolio e rotavirus, sono particolarmente utili nei paesi a basso reddito che potrebbero non avere operatori sanitari addestrati alla somministrazione di vaccini attraverso gli aghi. Possono anche stimolare una migliore immunità locale nell'intestino, che è fondamentale per respingere le malattie contratte da cibo e acqua contaminati -; comprese alcune delle stesse infezioni che contribuiscono al disturbo intestinale, chiamata disfunzione enterica ambientale, o EED.

È tragico che i vaccini esatti che potrebbero aiutare a prevenire l'EED non funzionino nei bambini che hanno la malattia".

Timoteo Mano, dottorato di ricerca, autore senior dello studio e assistente professore di pediatria e immunologia presso il R.K. Mellon Institute for Pediatric Research presso UPMC Children's e direttore del Pitt's Gnotobiotic Core

L'EED è causata da malnutrizione e infezione gastrointestinale cronica da cibo e acqua contaminati. Infezione da virus, parassiti o batteri combinati con una dieta povera possono innescare l'infiammazione intestinale e danneggiare le proiezioni simili a dita chiamate villi che aiutano ad assorbire i nutrienti dal cibo.

"L'EED può colpire chiunque, ma è un grosso problema nei bambini perché sono ancora in via di sviluppo, " ha detto Hand. "Il risultato è che i bambini con EED sono rachitici. Finiscono per essere più bassi di statura. Ma forse ancora più importante, può influenzare significativamente lo sviluppo del cervello:questi bambini hanno meno capacità cognitive. E questo è un problema che dura tutta la vita; non puoi ripristinare quello sviluppo più avanti nella vita."

Per saperne di più sui meccanismi alla base del fallimento del vaccino orale, Hand e il suo team hanno sviluppato un modello murino della malattia. Hanno indotto sintomi simili all'EED nutrendo i roditori con una dieta carente di grassi e proteine ​​e inoculandoli con un ceppo di batteri E. coli che invade le cellule intestinali.

Come gli umani con la malattia, I topi EED avevano una crescita stentata, cambiamenti nella composizione del microbioma intestinale, elevata infiammazione intestinale e accorciamento dei villi intestinali rispetto ai topi di controllo che hanno ricevuto una dieta normale con grassi e proteine ​​adeguati o animali che hanno ricevuto una dieta normale e batteri o una dieta povera senza batteri.

Dopo aver somministrato ai topi un vaccino orale, i ricercatori hanno scoperto che le risposte immunitarie erano gravemente compromesse in quelli con EED. Le cellule T CD4+ specifiche per il vaccino nell'intestino tenue erano circa 18 volte inferiori rispetto ai topi di controllo.

Ulteriori esperimenti hanno indicato che il fallimento del vaccino orale nei topi EED era mediato dal loro microbioma intestinale. In risposta all'infiammazione associata al microbioma, Le cellule T regolatorie (Treg) si accumulano nell'intestino tenue dei topi EED.

"Le cellule Treg nascono perché c'è troppa infiammazione e aiutano a ridurre quell'infiammazione, " disse Hand. "Ma sfortunatamente, un effetto collaterale è che prevengono l'accumulo locale di cellule T CD4+ specifiche per il vaccino".

Quando il team ha usato gli antibiotici per eliminare i batteri intestinali, l'efficacia del vaccino è stata ripristinata nei topi EED.

Secondo Mano, questi risultati supportano l'idea che prendere di mira il microbioma potrebbe aiutare a trattare l'EED e migliorare il successo del vaccino nei bambini.

"L'uso giudizioso degli antibiotici in questi bambini potrebbe essere in grado di ripristinare il microbioma intestinale, ridurre l'infiammazione nell'intestino tenue e ridurre quelle Treg, " Egli ha detto.

L'EED è raro nei paesi ricchi di risorse ma comune nei paesi più poveri che mancano di sistemi fognari e servizi igienico-sanitari. Circa 150 milioni di bambini nel mondo vivono in condizioni che li mettono a rischio di contrarre la malattia.

"Se potessimo portare al mondo gabinetti e tubature con lo sciacquone, non avremmo questa malattia, " ha detto Hand. "Quello che sta causando queste infezioni croniche è che le persone bevono acqua contaminata o le mosche trasportano malattie dalle acque reflue al cibo".

Nel futuro, Hand e il suo team intendono collaborare con i ricercatori nei paesi in cui l'EED è un problema per comprendere meglio gli esiti del vaccino nei bambini con questa malattia.

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