Effetti del BCG sulla risposta immunitaria

La sepsi è una delle principali sfide mediche associate a un alto tasso di mortalità. Il rilascio di mediatori pro-infiammatori può provocare instabilità emodinamica, anomalie della coagulazione e disfunzione degli organi terminali. Le strategie precedenti miravano a trattare la sepsi mediante l'inibizione dei mediatori pro-infiammatori, tuttavia, la maggior parte di questi approcci ha fallito. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che la maggior parte dei pazienti settici non soccombe al "colpo" pro-infiammatorio iniziale, ma muore in un momento successivo in un pronunciato stato immunosoppressivo. Questa cosiddetta "immunoparalisi", che rende i pazienti estremamente vulnerabili alle infezioni secondarie, deriva dall'attivazione di percorsi antinfiammatori controregolatori insieme alla risposta pro-infiammatoria, già a partire dall'inizio della sepsi. L'immunoparalisi viene sempre più riconosciuta come la principale disfunzione immunitaria durante la sepsi. Di conseguenza, la ricostituzione dell'immunocompetenza sta ora emergendo come un nuovo e promettente obiettivo terapeutico per migliorare l'esito nei pazienti con sepsi.

Bacille Calmette-Guérin (BCG) è uno dei vaccini più comunemente somministrati in tutto il mondo. Oltre alla protezione contro la tubercolosi, le prove suggeriscono che l'immunizzazione con BCG ha una serie di ulteriori effetti immunologici benefici non specifici, proteggendo così dalle infezioni con agenti patogeni diversi dalla tubercolosi. I meccanismi immunologici sottostanti non sono completamente chiariti. Recentemente è stato dimostrato che i monociti possono essere riprogrammati funzionalmente in un fenotipo potenziato e duraturo dopo la vaccinazione con BCG. La produzione di citochine pro-infiammatorie da parte di monociti isolati da volontari dopo la vaccinazione con BCG è risultata potenziata dalla stimolazione ex vivo con agenti patogeni non correlati, anche mesi dopo la vaccinazione con BCG. Si propone che gli effetti osservati siano dovuti alla modulazione del sistema immunitario innato in un processo chiamato "immunità allenata". Dopo la stimolazione con un agente patogeno, il sistema immunitario innato si attiva ed è in grado di reagire più velocemente ed efficientemente a uno stimolo secondario (e non correlato), anche mesi dopo. È stato dimostrato che il "training" dei monociti si basa sulla riprogrammazione epigenetica, vale a dire l'aumento della metilazione dell'istone 3 alla lisina 4 (H3K4me3) a livello delle regioni del promotore del gene delle citochine e del TLR4.

Considerando questi effetti potenzianti del BCG sulla difesa innata dell'ospite, potrebbe essere un'opzione terapeutica praticabile per l'immunoparalisi indotta da sepsi. Tuttavia, gli effetti della vaccinazione BCG sulla risposta immunitaria innata nell'uomo sono stati finora dimostrati solo ex vivo. Non è ancora stato stabilito se questi risultati possano essere estrapolati alla situazione umana in vivo, perché i dati precedenti del nostro gruppo indicano che le misurazioni ex vivo non riflettono accuratamente la situazione in vivo. Il modello di endotossiemia umana, in cui volontari sani ricevono lipopolisaccaride (LPS) derivato da Escherichia coli, è ampiamente utilizzato per studiare gli effetti dell'infiammazione sistemica nell'uomo in vivo ed è considerato un metodo sicuro e altamente riproducibile per studiare la risposta immunitaria innata. Inoltre, la somministrazione di LPS si traduce in uno stato iporesponsivo nei confronti di una seconda somministrazione di LPS chiamata "tolleranza all'endotossina", che assomiglia all'immunoparalisi indotta dalla sepsi e può quindi essere utilizzata come modello per studiare interventi terapeutici per invertire questa condizione.

Il gruppo target previsto per questa nuova terapia, i pazienti con sepsi, sono immunocompromessi. Pertanto, l'uso di un vaccino vivo attenuato come il BCG potrebbe presentare un rischio di infezione micobatterica disseminata. Pertanto, in questo studio utilizzeremo il vaccino BCG γ-irradiato (inattivato). Risultati recenti, ma non ancora pubblicati, del gruppo del Prof. Netea hanno dimostrato che gli effetti del BCG irradiato con γ sulla formazione dei monociti sono paragonabili a quelli del vaccino vivo. Inoltre, uno studio del gruppo del Prof. Netea (CMO 2013/319) con questo tipo e dose di BCG γ-irradiato in volontari sani per studiare le risposte ex vivo è stato precedentemente approvato dal comitato etico.

Disegno dello studio:

Uno studio pilota randomizzato in doppio cieco controllato con placebo su volontari umani sani durante l'endotossiemia sperimentale.

In questo studio pilota, iscriveremo 20 soggetti. Il giorno 1, 10 soggetti riceveranno la vaccinazione BCG irradiata con γ e 10 soggetti riceveranno il placebo. Il giorno 6, tutti i soggetti saranno sottoposti a endotossiemia sperimentale.