Il microbioma intestinale come fattore predittivo del rigetto del rene?
Uno studio stabilisce un legame tra i cambiamenti microbici nel microbioma intestinale e il rigetto del trapianto e la disfunzione dell'innesto
I reni sono l'organo più trapiantato in Germania. Secondo la Fondazione tedesca per il trapianto di organi, nel 2023 sono stati trapiantati in totale 1.514 reni dopo una donazione di organi post-mortem, su un totale di 2.986 organi trapiantati. Per i pazienti con insufficienza renale avanzata, il trapianto di rene rimane la migliore opzione terapeutica. La domanda è di conseguenza elevata: nel 2023, 6.513 pazienti erano in lista d'attesa per un trapianto di rene. Un rischio grave per i pazienti che hanno già ricevuto un trapianto è il rigetto del trapianto. Si tratta di una reazione difensiva dell'organismo contro il tessuto estraneo, che può portare alla perdita completa della funzione dell'organo in caso di emergenza. Il motivo per cui i trapianti vengono talvolta rigettati e talvolta no dipende in gran parte dai meccanismi immunitari. Le cause sono complesse e spesso poco conosciute. Per rispondere a questa domanda, i ricercatori della Charité - Universitätsmedizin di Berlino, del Centro Max Delbrück per la Medicina Molecolare e del Centro Tedesco per la Ricerca sulle Infezioni (DZIF) hanno analizzato i cambiamenti nella composizione e nella funzione del microbioma intestinale dei pazienti sottoposti a trapianto di rene inclusi nella coorte di trapianti del DZIF. Hanno scoperto una firma alterata nel microbioma intestinale che precede il rigetto del trapianto. Questo studio, pubblicato sull'American Journal of Transplantation, offre un possibile punto di partenza per riconoscere precocemente il rischio di rigetto.
Il nostro intestino ospita innumerevoli microrganismi che svolgono un ruolo importante nel funzionamento del nostro sistema immunitario. Questo è noto come microbioma. La maggior parte di questi, oltre il 90%, sono batteri. Questi batteri e le sostanze che producono comunicano con il nostro organismo, in particolare con le cellule che ci proteggono dalle malattie. Pertanto, contribuiscono a controllare e rafforzare il nostro sistema immunitario, il che è importante sia per le persone sane che per quelle malate. Nei pazienti con malattia renale cronica, la composizione del microbioma intestinale è gravemente alterata, con conseguente riduzione delle concentrazioni di acidi grassi a catena corta (SCFA) antinfiammatori e aumento delle concentrazioni di metaboliti pro-infiammatori del microbioma.
Nel loro studio, i ricercatori guidati dai primi autori Johannes Holle e Rosa Reitmeir del gruppo di ricerca di Nicola Wilck presso il Centro di ricerca sperimentale e clinica, un'istituzione congiunta della Charité e del Centro Max Delbrück di Berlino, hanno analizzato i cambiamenti nella composizione e nella funzione del microbioma intestinale dei pazienti dopo il trapianto di rene. Sono stati riscontrati cambiamenti nel microbioma intestinale che erano già rilevabili prima della reazione di rigetto del trapianto. Tutti i pazienti analizzati in questo studio facevano parte dello studio prospettico di coorte del DZIF, condotto presso cinque centri di trapianto tedeschi negli ospedali universitari di Heidelberg, Hannover, Tubinga e a Monaco di Baviera presso la Technical University e la Ludwig-Maximilians-University. Insieme, questi centri coprono oltre il 20% dei trapianti d'organo in Germania e forniscono un quadro rappresentativo del decorso dopo il trapianto di rene.
Nella maggior parte dei casi, il microbioma si è ripreso rapidamente
L'analisi di un totale di 562 campioni di feci, raggruppati per donatori di rene sani, pazienti prima del trapianto di rene, 0-3 mesi dopo il trapianto di rene, 3-12 mesi, 12-24 mesi e oltre 24 mesi dopo il trapianto di rene, mostra una rigenerazione dinamica del microbioma nel corso del tempo dopo il trapianto di rene, con il microbioma che ritorna al suo stato naturale e sano nel corso del tempo.
"Poiché abbiamo osservato questo cambiamento dinamico, volevamo capire se e come il rigetto del trapianto influisce su questo processo", spiega Johannes Holle. "E viceversa, come i cambiamenti del microbioma possano influenzare l'immunità e il rigetto dei trapianti", aggiunge Rosa Reitmeir. I ricercatori hanno scoperto che i pazienti che avevano subito un rigetto del trapianto avevano una composizione alterata del microbioma intestinale anche prima della reazione di rigetto clinicamente evidente e provata dalla biopsia.
Prima del rigetto, la diversità delle specie presenti nelle feci era diminuita
Si è notato che nei pazienti che hanno manifestato una reazione di rigetto, i batteri tipicamente presenti nei pazienti con insufficienza renale avanzata, come il Fusobacterium e i generi associati alla malattia come lo Streptococcus, sono aumentati nuovamente. Ciò non si è verificato nell'altro gruppo studiato, il "gruppo non rigetto". Nel complesso, le analisi hanno dimostrato che il potenziale di produzione di acidi grassi a catena corta nelle feci è ridotto prima del rigetto del rene. Ciò è indicato dalla ridotta frequenza di enzimi batterici dai quali vengono prodotti acidi grassi a catena corta prima del rigetto.
La rigenerazione dinamica del microbioma precedentemente osservata dopo il trapianto di rene può essere significativamente disturbata in caso di rigetto del trapianto: prima del rigetto si verificano profondi cambiamenti nella composizione del microbioma, caratterizzati da una ridotta diversità e da un basso numero di popolazioni batteriche produttrici di SCFA. "I nostri risultati suggeriscono che il microbioma gioca un ruolo importante nel modo in cui il sistema immunitario reagisce dopo un trapianto di rene. Questa osservazione può aiutare a identificare precocemente il rischio di rigetto del trapianto o forse a influenzarlo terapeuticamente", riassumono Holle e Reitmeir.
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Pubblicazione originale
Johannes Holle, Rosa Reitmeir, Felix Behrens, Dharmesh Singh, Daniela Schindler, Olena Potapenko, Victoria McParland, Harithaa Anandakumar, Nele Kanzelmeyer, Claudia Sommerer, Steffen Hartleif, Joachim Andrassy, Uwe Heemann, Michael Neuenhahn, Sofia K. Forslund-Startceva, Markus Gerhard, Jun Oh, Nicola Wilck, Ulrike Löber, Hendrik Bartolomaeus; "Gut microbiome alterations precede graft rejection in kidney transplantation patients"; American Journal of Transplantation
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