Screening di nuovi marcatori del microbiota intestinale nell'ictus e nella depressione: uno studio trasversale

Con i cambiamenti ambientali, l’invecchiamento della popolazione e il ritmo accelerato della vita sociale, le malattie cerebrovascolari e mentali sono gradualmente diventate una delle principali malattie in Cina. L’ictus è la seconda causa di morte a livello globale, nonché la principale causa di morte e disabilità in Cina. Negli ultimi anni la prevalenza e l’incidenza dell’ictus sono aumentate significativamente nel nostro Paese. Il Global Burden of Disease 2017 ha riportato un tasso di incidenza di ictus di 258 (IC al 95%, 234-284) per 100.000 anni-persona e un tasso di mortalità di 88 (IC al 95%, 80-94) per 100.000 anni-persona. La depressione è uno dei disturbi psichiatrici più comuni, con una prevalenza una tantum del 15-18%, un tasso di recidiva di circa l’80% e un esito della malattia che peggiora con l’aumentare dell’età di esordio. Le misurazioni dell’Organizzazione Mondiale della Sanità mostrano che il carico di malattia della depressione rappresenta il 10% del carico totale di tutti i tipi di malattie e disabilità. La sua patogenesi è ancora sconosciuta, le opzioni terapeutiche sono limitate e la maggior parte dei pazienti soffre di malattie ricorrenti o prolungate per tutta la vita. L’eziologia e i meccanismi fisiopatologici dell’ictus e della depressione rimangono sconosciuti e mancano marcatori diagnostici biologici oggettivi e affidabili.

Poiché le strategie di ricerca incentrate sul sistema nervoso centrale hanno incontrato difficoltà, il campo ha iniziato a guardare alla periferia alla ricerca di nuovi indizi. Con il progresso degli studi multi-omici che integrano genoma, trascrittoma, epigenoma, proteoma e metabolomica, sono stati scoperti importanti ruoli del microbiota intestinale nell'influenzare la funzione e la struttura del sistema nervoso regolando i metaboliti, il sistema immunitario e i neurotrasmettitori, ecc. Benakis et al. hanno scoperto che le cellule T IL17+γδ derivate dall’intestino migrano verso le meningi e promuovono lesioni post-ictus. L’eliminazione del microbiota intestinale ha indotto cambiamenti nell’attività delle cellule dendritiche, un aumento delle cellule Treg e una diminuzione delle cellule T IL17+γδ, che a loro volta hanno alleviato il danno da ictus. Pertanto, i linfociti T dipendenti dall’immunità intestinale sono fortemente associati alla gravità dell’ictus. Studi precedenti hanno dimostrato che l’IL-17 prodotta dalle cellule T γδ nelle meningi è un fattore importante nell’indurre comportamenti ansiosi e l’IFN-γ è importante nel mantenere la volontà sociale, mentre fattori pro-infiammatori come IL-1β, IL-6 e Il TNF-α prodotto dalle risposte infiammatorie è altamente correlato alla depressione, quindi l’immunità delle cellule T può essere associata alla depressione. Ictus e depressione presentano una patogenesi e uno spettro di tratti patologici simili. È stato dimostrato che le cellule T IL-17+γδ sono coinvolte nel meccanismo di danno dopo l'ictus ischemico; alti livelli di IL-17 sono associati alla depressione, che è una comorbilità comune di malattie come quelle sopra menzionate. Ciò suggerisce che le vie immunitarie rilevanti rappresentate dalle cellule T IL-17 e γδ possono essere un meccanismo patogeno comune per ictus e depressione. Studi precedenti hanno anche dimostrato che entrambe le malattie presentano un arricchimento di Enterobacteriaceae. I risultati del team del richiedente, pubblicati su Gut, rivelano che l'ictus ischemico può innescare un disturbo del microbiota intestinale caratterizzato da un'eccessiva proliferazione di Enterobacteriaceae e che il microbiota disturbato può ulteriormente contribuire alla progressione della lesione cerebrale ed è associato a esiti sfavorevoli dell'ictus. Il meccanismo è che l'ischemia intestinale indotta da ictus porta ad un aumento della concentrazione di nitrati nello strato di muco intestinale e di conseguenza le Enterobacteriaceae, che possono subire la respirazione dei nitrati, si sovrappopolano. Una revisione sistematica pubblicata su Clinical Psychology Review ha riassunto 26 studi, inclusi 20 studi caso-controllo, e ha scoperto che il microbiota intestinale di pazienti con ansia e depressione mostrava un arricchimento di batteri pro-infiammatori come le Enterobacteriaceae. Pertanto, i disturbi del microbiota intestinale caratterizzati da Enterobacteriaceae sono tutti associati alle principali malattie cerebrali sopra menzionate.

In sintesi, i pazienti con ictus e depressione condividono caratteristiche comuni e rispettive uniche del microbiota intestinale, dei metaboliti e dei fattori immunitari. In questo studio, intendiamo identificare i fattori chiave dei batteri intestinali e individuare nuovi biomarcatori nell’ictus e nella depressione attraverso uno studio trasversale dell’ictus e della depressione, utilizzando una tecnologia multi-omica all’avanguardia.