Borrelia mayonii

Borrelia mayonii

Una nuova specie patogena di borrelia è stata scoperta negli USA, in base alla identificazione di differenze nel gene oppA1. I pazienti in cui è stata trovata sono 6 su circa cento mila, e provengono esclusivamente dall’upper midwest (vedi figura). L’organismo -battezzato Borrelia mayonii (in onore del fondatore della prestigiosa organizzazione no-profit Mayo Clinic, William Mayo)- è stato rinvenuto anche in un esiguo numero di Ixodes scapularis, dalla stessa regione geografica (Pritt, 2016).

La cosa interessante è che, sebbene l’organismo produca gli stessi anticorpi che vengono rilevati dai comuni test sierologici, i sintomi che induce nell’uomo sono leggermente diversi da quelli di Borrelia burgdorferi, con presenza di nausea e mal di testa e con un tipo di rash cutaneo diverso da quello ‘a occhio di bue’. Si tratta di un rash diffuso, che dunque non viene riconosciuto dal medico come manifestazione della malattia di Lyme.

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Upper Midwest

Altra osservazione è che come negli Stiati Uniti, anche in Europa potrebbero esservi specie del tutto sconosciute di Borrelia, con sintomi non comunemente associati alla malattia di Lyme, che attendono di essere catturate dall’occhio scrupoloso della nuova generazione di ricercatori, nascoste negli intestini dei vettori, o nei gangli dorsali dei pazienti. In effetti, dalla mappa (vedi figura) si potrebbe pensare che gli antenati di questa borrelia siano venuti dal vecchio continente, magari in tempi più recenti rispetto alle altre specie, attraverso lo stretto di Bering. In questo caso potremmo avere anche noi questa specie, o una affine.

La dr.ssa Pritt ha rilasciato anche una intervista video su questa scoperta.

Fatica, mitocondri e suramina

Il dr Robert Naviaux (University of California) è un esperto di mitocondri e dovrebbe pubblicare a breve con Ronald Davis (Stanford University), nell’ambito dell’ambizioso programma di ricerca nominato The End ME/CFS Project.

In un recente articolo, Naviaux riassume la sua teoria sulla risposta di pericolo delle cellule (cell danger response, CDR). Si tratta di una catena di segnali e alterazioni con cui l’organismo risponde all’aggressione da parte di virus, batteri e sostanze inquinanti (Naviaux, 2013).

Un aspetto interessante di questo modello è la riduzione della funzione mitocondriale nella CDR: i mitocondri limitano il consumo di ossigeno (e quindi la sintesi di ATP) determinando un aumento della concentrazione di questo elemento nel citoplasma. Ciò produce un ambiente ostile a molti patogeni e inoltre sembra ostacolare la sintesi di polimeri, con la conseguente inibizione della formazione di DNA, RNA e proteine di virus intracellulari. Quindi i mitocondri entrerebbero in una forma di letargo, allo scopo di inibire o rallentare la replicazione di patogeni intracellulari.

Ora, secondo un modello matematico (analisi in silico) sviluppato da un gruppo di ricerca tedesco per il metabolismo dei muscoli scheletrici, una ridotta sintesi di ATP può essere una giustificazione sufficiente per un ritardo nel recupero, dopo sforzi anche modesti (Lengert, 2015). Questo ritardo è un sintomo caratteristico della CFS (Institute of Medicine, 2015) e ad esso ci si riferisce con la sigla PEM (post-exertional malaise).

Un deficit mitocondriale potrebbe anche rendere conto della disfunzione cognitiva (forse il sintomo peggiore della malattia) sperimentata da questi pazienti, recentemente descritta sinteticamente come un complessivo rallentamento della velocità di elaborazione delle informazioni (Institute of Medicine, 2015). Deficit nella memoria, nell’attenzione e nel linguaggio sono in effetti stati descritti in almeno una delle numerose patologie mitocondriali di origine genetica, la MELAS (mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and strokelike episodes) (Neargarder, 2007), e le patologie mitocondriali condividono con la CFS il riscontro di un aumento di lattato nei ventricoli laterali del sistema nervoso centrale (Lin, 2003) e (Mathew, 2009). Inoltre in alcune patologie mitocondriali si ha un livello di fatica simile a quello descritto nella ME/CFS (Gorman GS et al. 2015).

Il lattato è sintetizzato a partire dal piruvato (prodotto finale della glicolisi). Se i mitocondri sono rallentati, il piruvato si accumula (non viene fatto entrare nei mitocondri a ritmo adeguato) e viene convertito in lattato, da inviare ai sistemi anerobici di sintesi di ATP. Questo giustifica l’aumento di tale molecola nel caso di difetti mitocondriali.

La disfunzione dei mitocondri descritta nel CDR potrebbe inoltre spiegare la ridotta sintesi di ATP dimostrata nella CFS da un gruppo di ricerca inglese, il quale ha rilevato una deplezione di adenosina trifosfato nel citoplasma dei neutrofili, oltre a una inefficiente riconversione di ADP in ATP da parte dei mitocondri delle stesse cellule (Myhill, 2009).

Una disfunzione mitocondriale è compatibile altresì con il difetto nel trasporto degli acidi grassi (carburante per i mitocondri, esattamente come il piruvato), riscontrato nella CFS da almeno un gruppo di ricerca (Reuter, 2011).

Un difetto mitocondriale spiegherebbe in modo semplice anche il riscontro di un deficit del sistema aerobico, rilevato nel 2007 da Mark Vanness (University of the Pacific, California). Nello studio si dimostrò come effettuando un test da sforzo su cyclette in due giorni consecutivi su 6 donne con diagnosi di CFS, si apprezzava il secondo giorno una ridotto picco del consumo di ossigeno (VO2 peak) e un ridotto consumo di ossigeno al momento del passaggio dal sistema aerobico a quello anaerobico di produzione di energia (AT, anaerobic threshold) (Vanness, 2007). Questo esperimento costituisce una misura obiettiva di un inefficiente recupero del sistema aerobico, e quindi anche della PEM. Il medesimo risultato fu poi confermato nel 2013 su un numero più ampio di pazienti (Snell, 2013).

Altro ambito stimolante è il possibile legame tra una inibizione della funzione mitocondriale e il sickness behaviour, cioè quell’alterazione comportamentale che accompagna le malattie infettive, in cui il malato è indotto a ritirarsi in solitudine e a ridurre la sua attività (Moreau, 2008). E’ un comportamento che ha lo scopo di costringere il soggetto a riposarsi e ad avere pochi contatti sociali, così da garantire un recupero migliore e da evitare il contagio ad altre persone. E’ chiaro che una inibizione dei mitocondri potrebbe essere un ottimo sistema per indurre questo schema comportamentale.

Un possibile scenario dunque è quello di un equilibrio in cui i mitocondri limitano la velocità del proprio metabolismo allo scopo di arginare la replicazione di patogeni intracellulari. Potrebbe essere proprio questo l’equilibrio “con una sua saggezza” di cui parlò in un’intervista il dr. Jose G. Montoya (Stanford University). Uno stato stazionario in cui la risposta del corpo a un insulto infettivo, se da un lato preserva l’organismo da danni macroscopici a organi vitali, dall’altro lo condanna a un letargo che si può spesso ben definire con le parole che –in questa breve intervista– usa lo stesso dr. Montoya: “un’altra forma di morte”.

Secondo Naviaux, la CDR può essere inibita – una volta rimossa la causa – da sostanze anti-purinergiche, come la suramina, che è già stata investigata nel modello animale di diverse patologie come la sclerosi multipla, il lupus e l’artrite reumatoide (Naviaux, 2013). Ed è incoraggiante che nei topi l’inibizione del CDR da parte della suramina avvenga in poche ore e che l’effetto perduri per 5 settimane (Naviaux, 2013). L’azione anti-purinergica della suramina si manifesta attraverso la sua attività antagonista rispetto al recettore P2X.

La suramina è un vecchio farmaco, usato per curare la sleeping sickness, una malattia indotta dal protozoo Trypanosoma brucei (McGeary, 2008). In quanto tale, presenta un certo grado di sicurezza negli esseri umani, pur non essendo esente da significativi effetti avversi. Attualmente è in corso un trial clinico in cui si vuole valutare l’efficacia di una somministrazione singola di suramina nell’autismo. La dose è di 20 mg/kg IV in 50 ml di soluzione fisiologica. L’autismo è infatti una delle patologie per le quali si ritiene che il CDR possa avere un ruolo eziologico (Naviaux, 2013). Come riferimento, la dose per la tripanosomiasi negli adulti è di 1 grammo nei giorni 1, 3, 7, 14, 21.

Fatica e infezioni intracellulari

In questo piccolo studio (Griffith University) sulla sclerosi multipla (MS) e sulla sindrome da fatica cronica (CFS), si descrive una forma molto particolare di immunodeficienza nel caso della seconda patologia. Più precisamente è stata riscontrata una notevole riduzione della espressione del CD127 nelle cellule T CD8+, in particolare in quelle appartenenti al gruppo delle cellule effettrici della memoria (vedi figura 2). Ora il CD127 è il recettore della IL7; il legame fra IL7 e CD127 è uno dei processi che favorisce la citotossicità delle CD8+.

Le cellule T CD8+ sono implicate nella difesa contro le infezioni intracellulari, tanto virali che batteriche, dunque una loro depressione potrebbe essere causa di persistenza di infezioni intracellulari. Nel presente studio (vedi tabella 3) la percentuale delle CD8+ nei pazienti CFS è nella norma. In passato ci sono stati autori che hanno trovato valori nella norma (Tirelli, 1994), altri che riportarono valori ridotti (Lloyd, 1989) e altri ancora che trovarono valori elevati (Klimas, 1990). In definitiva penso che in media il livello di CD8+ (in valore assoluto e in percentuale) sia del tutto normale nella CFS, a meno che non si vada a selezionare popolazioni specifiche di pazienti. In questo studio non è il numero che è anomalo, ma l’espressione del recettore CD127 sulla superficie delle cellule T CD8+ che funzionano da cellule effettrici della memoria, ovvero le CCR7-.

Questa osservazione, se fosse confermata, fornirebbe non solo un nuovo esame per i pazienti che soddisfano i criteri diagnositici della CFS, ma anche un potenziale spunto per una cura che corregga questo tipo di immunodeficienza.

Negli anni, infezioni e riattivazioni virali (intracellulari per vocazione) e infezioni intracellulari batteriche sono state più volte chiamate in causa nella CFS (Watt, 2012), (Chia, 2010), (Nijs, 2002) sebbene l’ultima revisione della letteratura da parte dell’Institute of Medicine abbia in gran parte ridimensionato questa possibilità (IOM, 2015).

Nella malattia di Lyme con clinica CFS (Gaudino, 1997), la forma di immunodeficienza descritta nel presente studio potrebbe essere responsabile o co-resposabile della persistenza della infezione, descritta finora nel modello animale (Embers, 2012).

Vale la pena osservare che gli stessi autori hanno evidenziato il possibile collegamento di questa loro scoperta solo con la persistenza di infezioni virali, e non hanno chiamato in causa quelle batteriche; sebbene le CD8+ siano implicate anche nella difesa contro le infezioni batteriche intracellulari.

Ho citato questo lavoro perché recentemente il medesimo gruppo di lavoro ha annunciato la messa a punto di un test per la CFS, che forse potrebbe essere legato proprio a questa pubblicazione (o forse no). Per notizie in merito rimando a questa pagina, sul sito della stessa Griffith University.

Ruolo del sistema del complemento nella fatica post sforzo e nei deficit cognitivi

Ruolo del sistema del complemento nella fatica post sforzo e nei deficit cognitivi

Di Paolo Maccallini

La proteina C4 -un componente del sistema del complemento- risulta espressa in modo maggiore nei soggetti con CFS, rispetto al controllo sano. In particolare, rispetto ai controlli sani i soggetti CFS non riducono l’espressione di C4 un’ora dopo esercizio (Sorensen, 2009) e presentano un incremento del livello di C4a (prodotto della scissione di C4 nella via classica e lecitinica del complemento) sei ore dopo esercizio (Sorensen, 2003). La cosa interessante ora è che uno studio appena uscito su Nature ha dimostrato una inaspettata proprietà del C4: questa proteina viene usata nel cervello per eliminare le sinapsi nel processo di selezione che avviene dalla nascita alla pubertà. Inoltre varianti genetiche associate ad una maggiore espressione di C4a sono un rischio per sviluppare la schizofrenia, una condizione caratterizzata da decadimento cognitivo e da un numero ridotto di sinapsi (Sekar, A et al, 2016).

Non è detto che le due osservazioni abbiano un nesso, perché nella CFS l’espressione anomala di C4 e di C4a dopo esercizio non è necessariamente dovuta a varianti genetiche. Potrebbe essere legata a fenomeni epigenetici (infezioni?), non lo sappiamo. Nella schizofrenia poi la maggiore espressione di C4 e C4a non sembra invece legata all’attività fisica.

Tuttavia una ipotesi da considerare è che la maggiore espressione di C4 e C4a dopo esercizio nella CFS possa eliminare sinapsi. Se così fosse, si spiegherebbe il peggioramento cognitivo che si sperimenta dopo attività fisica in questa condizione e il complessivo scadimento intellettivo a cui vanno incontro i pazienti.

Nella fase acuta della infezione da borrelia si ha incremento del C4a, ma non del C4 (Shoemaker, 2008). Ed è quello che si aspetterebbe in una infezione, in effetti. Nella forma cronica della Lyme con sintomi muscolo scheletrici, il C4a risulta elevato (Stricker, 2009).

Un altro possibile rapporto causale tra un aumento di C4a e deficit cognitivi si può trovare nel legame che esiste tra il C4a e i mastociti. Infatti il C4a è in grado di indurre degranulazione dei mastociti, con rilascio di istamina (Erdei, 2004). L’istamina ha diversi recettori, alcuni dei quali anche nel cervello. Il recettore H3 ad esempio può indurre -se stimolato- una riduzione di noradrenalina (Schlicker, 1993) e serotonina (Schlicker, 1988) nel SNC .

Viaggio di uno psichiatra nel mondo della malattia di Lyme

Viaggio di uno psichiatra nel mondo della malattia di Lyme

Di Paolo Maccallini

In questa intervista radiofonica a Brian Fallon (Columbia University), lo psichiatra racconta come si sia imbattuto nella malattia di Lyme, di cui è diventato un esperto autorevole, e si concentra sui trattamenti e i sintomi della forma cronica della malattia.

Quando un suo famigliare si ammalò di borreliosi, Fallon era un ricercatore che si occupava di disturbo ossessivo compulsivo e di ipocondria. Il congiunto fu curato con il trattamento raccomandato dall’IDSA (Infecious Diseases Society of America) e migliorò dalla sua grave condizione. Tuttavia alcuni mesi dopo, i sintomi si ripresentarono. Fu ancora trattato, migliorò e poi ricadde. A questo punto fu congedato dal medico infettivologo, poiché le linee guida per la malattia di Lyme non giustificavano ulteriori trattamenti. Fallon e sua moglie (anche lei medico) furono così costretti a cercare aiuto presso un medico di Long Island, il quale sembrava avere successo nei pazienti con Lyme cronica, con trattamenti che si svincolavano dalle restrizioni dei dettami IDSA. Ora la persona in questione è molto migliorata, ma da allora Fallon si occupa professionalmente di Lyme cronica, e per questo suo lavoro ha ricevuto fondi anche dal NIH (National Institute of Health).

Fallon
Brian Fallon, Columbia University

Dopo aver raccontato delle sue origini italiane (la mamma era una infermiera nell’Italia della seconda guerra mondiale e il padre era un soldato americano che combatteva i tedeschi sul nostro territorio) illustra le difficoltà nella gestione della forma cronica della Lyme. Alcuni punti interessanti che Fallon tocca, sono i seguenti.

1) La forma cronica della Lyme non è ben conosciuta nei sui meccanismi patogenetici, ma sicuramente non è un disturbo psicosomatico. Risponde -in alcuni casi- a cicli aggiuntivi di antibiotici. Il sintomo che risponde maggiormente a cicli ripetuti è la fatica.

2) La fatica è il sintomo principale della Lyme cronica, e ha un impatto nella vita dei pazienti non inferiore alla insufficienza cardiaca.

3) Le linee guida ufficiali non raccomandano cicli aggiuntivi di antibiotici, sebbene una revisione della letteratura dimostri la loro efficacia in alcuni pazienti e questo determina un attrito tra medici che propongono lunghe cure antibiotiche e altri che -attendendosi alle linee guida IDSA- congedano i pazienti dopo un mese di cure.

4) I test sierologici intercettano solo un 50% dei pazienti, con un gruppo consistente che dunque resta non diagnosticato.

5) In Europa, paesi interessati dal problema Lyme sono l’Italia, la Germania e l’Austria.

Fallon è un ricercatore della Columbia University, finanziato dal National Institute of Health, e ha pubblicato -fra l’altro- lavori su cicli aggiuntivi di antibiotici (Fallon, 2008), sulla brain imaging della encefalopatia di Lyme (Fallon, 2009) e sulle sequele immunitarie di questa infezione (Jacek, 2013).


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Post-treatment Lyme disease syndrome

Post-treatment Lyme disease syndrome

Di Paolo Maccallini

Attualmente non esiste una spiegazione univoca per i sintomi persistenti sperimentati da alcuni pazienti con una pregressa infezione da Borrelia burgdorferi, i quali siano già stati trattati per questa patologia con le terapie raccomandate. Tale condizione cronica prende il nome di post-treatment Lyme disease syndrome (PTLDS), anche se alcuni pazienti e ricercatori si riferiscono ad essa con il nome informale di Lyme cronica. Le ipotesi sulla eziologia della PTLDS contemplano uno o più dei seguenti meccanismi: persistenza di una infezione residua da B. burgdorferi, danni neurologici post-infettivi, patologie immunitarie o la presenza di altri agenti infettivi, non identificati e non trattati (IOM, 2011). Alcuni di questi pazienti soddisfano i criteri diagnostici per la chronic fatigue syndrome (CFS) (Gaudino, 1997), tuttavia è stato dimostrato che se si isolano i soggetti con PTLDS dagli altri pazienti con clinica CFS, i due gruppi manifestano un profilo immunitario non del tutto compatibile (Shutzer, 2011) e (Ajamian, 2015). Inoltre i pazienti con PTLDS presentano mediamente una compromissione cognitiva maggiore (Gaudino, 1997).

Recentemente è stato dimostrato nel modello animale (Macaca mulatta) di borreliosi, che una volta raggiunta la fase disseminata (27 settimane dalla infezione), il trattamento antibiotico (un mese di ceftriaxone in vena + 2 mesi di doxiciclina orale) non è in grado di liberare l’ospite dall’agente patogeno. Infatti, esemplari integri di Borrelia burgdorferi sopravvivono, nel corpo dei primati trattati, in diverse sedi (cuore, cervello, gangli dorsali etc.) (Embers, 2012). Risultati analoghi sono stati riportati in altri modelli animali (Hodzic, E et al. 2008), (Yrjänäinen, 2010).

La sopravvivenza della infezione in vivo trova eco negli studi in vitro, dove è stata dimostrata la capacità del batterio Borrelia burgdorferi di adattarsi all’esposizione ai comuni agenti antibiotici, probabilmente rallentando il metabolismo. In colonie trattate tanto con beta lattamici che con tetracicline, una frazione della popolazione batterica sopravvive alla esposizione e colonizza nuovamente il substrato, dopo la rimozione dell’agente antimicrobico (Sharma, 2015).

Il riscontro del materiale genetico di Borrelia burgdorferi in campioni di tessuto provenienti da individui trattati con specifiche cure antibiotiche è stato riportato anche negli esseri umani (Preac-Mursic V et al. 1989), (Bayer ME et al. 1996), (Oksi, 1996), (Oski, 1998), (Marques A et al. 2014). Presso la Columbia University è stata avviata una raccolta di tessuti provenienti da individui deceduti, che abbiano avuto una ben documentata infezione da Borrelia burgdorferi (link). Questa banca biologica permetterà probabilmente anche di capire meglio in che misura la spirocheta sopravvive – nell’uomo – ai trattamenti antibiotici.

La possibilità dunque di residui della infezione, anche dopo adeguate cure antibiotiche, sembra verosimile almeno in alcuni casi, ed è contemplata timidamente anche dal prestigioso organo scientifico statutinitense CDC (centers for disease control and prevention), sul cui sito – riguardo alla persistenza della infezione – si legge: “Recent animal studies have given rise to questions that require further research. Clinical studies are ongoing to determine the cause of PTLDS in humans.” Ovvero:

Studi recenti sul modello animale hanno sollevato delle questioni che richiedono ulteriori approfondimenti. Studi clinici sono in corso allo scopo di determinare la causa della PTLDS negli esseri umani.

Negli esseri umani, gli studi sull’uso di antibiotici nella PTLDS hanno fornito risultati spesso discordanti. In uno studio del 2008 è stato dimostrato che cicli aggiuntivi di ceftriaxone IV in pazienti con pregressa esposizione a Borrelia burgdorferi con sintomi cognitivi persistenti, producono un miglioramento nella fatica e nel dolore, che perdura 24 settimane dopo il trattamento, e un transitorio miglioramento cognitivo (Fallon, 2008). Coerente con questi risultati appare uno studio precedente, in cui un mese di ceftriaxone in vena determinava un significativo miglioramento della fatica (rispetto al placebo) nel 64% dei pazienti con PTLDS (Krupp, 2003). Nessun miglioramento nella sfera cognitiva fu invece rilevato.

In due trial del 2001 tuttavia, tre mesi di antibiotici (ceftriaxone per 30 gg + doxicilina per 60 gg) non portavano a un miglioramento significativo in pazienti con PTLDS (Klempner, 2001). Recentemente altri schemi terapeutici con combinazioni di antibiotici, si sono dimostrati non efficaci nella PTLDS (Berende, 2016). In particolare i protocolli confrontati con il placebo sono stati claritromicina e idrossiclorochina, oppure doxiciclina, per tre mesi. I medesimi due trattamenti erano stati tuttavia precedentemente riportati come efficaci nell’89-90% dei casi, secondo la esperienza di Sam T. Donta (Boston University) nei pazienti con PTLDS (Donta, 1997) e (Donta, 2012).

Nel complesso gli studi citati suggeriscono che persone affette da PTLDS possano in alcuni casi trovare giovamento da trattamenti antibiotici aggiuntivi, con evidenza maggiore per il ceftriaxone in vena, il quale sembra avere la potenzialità di ridurre la fatica di questi pazienti (Fallon, 2008)(Krupp, 2003) e – almeno temporaneamente – anche i deficit cognitivi (Fallon, 2008).

Se accettiamo l’ipotesi che alcuni pazienti con PTLDS ospitino una forma cronica della infezione da B. burgdorferi, l’effetto parziale di questo farmaco potrebbe essere compatibile con la sua incapacità di eradicare l’infezione tanto nel modello animale (Embers, 2012) che in vitro (Sharma, 2015). Non è tuttavia certo se il beneficio del ceftriaxone nella PTLDS sia da attribuirsi alla sua attività antibiotica. Infatti questa molecola (così come i beta lattamici in genere) è anche un potente stimolante della espressione del trasportatore del glutammato GLT1. In quanto tale, ha il potenziale di ridurre fenomeni di eccitotossicità da glutammato, offrendo un effetto neuroprotettivo (Stock, 2013). Questo meccanismo potrebbe fornire una giustificazione alternativa per la sua efficacia nella PTLDS (per maggiori dettagli vedi qui).

Attualmente non esiste un test che permetta di accertare se un individuo abbia o meno una infezione attiva da Borrelia burgdorferi, sebbene si profilino esami potenzialmente in grado di farlo nel futuro, sia attraverso analisi della risposta immunitaria (Baehr, 2012), (Chenggang, 2103), (Callister, 2016) che attraverso la ricerca diretta di antigeni (Magni, 2015). Tuttavia, nessuno di questi test è stato ancora sottoposto al necessario processo di convalida, e pertanto la loro utilità al momento è dubbia  (Mygland, 2010), (Dessau, 2014). Questi test sono disponibili in laboratori privati che spesso non forniscono dettagli sulla loro esecuzione, e non sono in grado di indicare in modo adeguato i dati su sensibilità e specificità.

Affianco alle prove a favore della eziologia infettiva della PTLDS, ne esistono anche numerose che puntano verso la natura immunitaria di questa patologia. Tale settore di studi è molto ampio, sofisticato e in rapida evoluzione. Come esempio di questi fenomeni, si consideri la potenzialità della proteina di superficie A (OspA) di Borrelia burgdorferi di generare anticorpi contro auto-epitopi espressi dai neuroni del SNC, del midollo spinale e dei gangli dorsali (Alaedini, 2005). La medesima proteina presenta un peptide in grado di indurre cellule T helper autoreattive, in una popolazione con specifica suscettibilità genetica, associate alla artrite di Lyme resistente ai trattamenti (treatment-resistant Lyme arthritis) (Gross, 1998). Come altro esempio, una proteina componente dei flagelli di B. burgdoreri (la p41) ha dimostrato la potenzialità di indurre anticorpi contro una molecola espressa dagli assoni del sistema nervoso periferico, la heat shock protein 60 (HSP60) (Dai, 1993). Senza andare oltre, si consideri che complessivamente un paziente su due affetto da PTLDS presenta autoanticorpi in grado di legarsi ad antigeni del SNC (Jacek, 2013).

In conclusione, la sofferenza di questi pazienti è innegabile, mentre non è ancora del tutto chiaro quale ne sia l’origine. E’ possibile – date le evidenze fin ora raccolte – che si tratti di un gruppo eterogeneo in cui fenomeni infettivi si sovrappongono a processi post-infettivi. Lo studio della PTLDS oggi si avvale di metodiche immunologiche, infettivologiche e di brain imaging molto sofisticate, e avrà probabilmente ricadute positive anche nella definizione di patologie simili, come la CFS; viceversa il rinascimento scientifico a cui stiamo assistendo nel campo della CFS stessa, sarà auspicabilmente fonte di nuovi strumenti utili all’inquadramento della PTLDS.


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La risposta delle cellule T nella diagnosi della malattia di Lyme

La risposta delle cellule T nella diagnosi della malattia di Lyme

Di Paolo Maccallini

In questi giorni è stato pubblicato dalla prestigiosa rivista Clinical Infectious Diseases uno studio su un test di stimolazione delle cellule T nella diagnosi della Lyme precoce (Early Lyme) (Callister, SM et al. 2016). Sebbene numerosi studi su metodologie analoghe siano stati prodotti fin dalla scoperta dell’agente eziologico della malattia di Lyme, questa pubblicazione sembra il segno di una apertura verso il riconoscimento di tale metodica diagnostica. Infatti la testata in parola è la pubblicazione ufficiale della Infectious Diseases Society of America (IDSA), organo scientifico che impone il paradigma medico negli USA e fuori, nell’ambito delle malattie infettive.

La metodologia impiegata in questo studio si basa sul prelievo dei linfociti T dal sangue periferico del paziente e successiva esposizione degli stessi ad antigeni di Borrelia burgdorferi. Il passaggio seguente consiste nella misura (con tecnologia QuantiFERON) della sintesi di interferone gamma (INF-gamma): se le cellule T esposte agli antigeni sintetizzano più INF-gamma rispetto a quelle non esposte (controllo), allora si deduce che i linfociti T stiano ‘ricordando’ un recente incontro con la spirocheta B. burgdorferi. Quindi un test positivo si interpreta come infezione attiva.

Una metodica del tutto simile (detta QuantiFERON-TB Gold test, QFT-G) è stata ampiamente investigata nella infezione da Mycobacter tubercolosis (agente eziologico della Tubercolosi) (Connell, TG et al. 2006), e da tempo è indicata dalle linee guida IDSA-CDC come test di riferimento (Controlling Tuberculosis in the United States, 2005).

L’INF-gamma è un messaggero chimico sintetizzato da una specifica sottopopolazione dei linfociti T, le cellule T helper (Th), caratterizzate dalla espressione dell’antigene CD4, e per questo dette anche cellule T CD4+. In realtà anche le cellule natural killer (NK) sintetizzano INF-gamma, ma poiché la risposta delle NK è aspecifica, non è di interesse nell’ambito di test infetivologici. Le funzioni dell’INF-gamma sono molteplici: stimola le cellule B al passaggio di classe da IgM a IgG (Sompayrac, LM 2012. How the Immune System Works), stimola la presentazione di antigeni sia da parte dei macrofagi (Sompayrac, LM. 2012. How the Immune System Works) che da parte di cellule non immunitarie (fibroblasti, cell. endoteliali etc) (Collins, et al., 1984). In definitva l’INF-gamma è una parte importante della risposta delle cellule Th a un insulto infettivo. Nella illustrazione seguente ho riassunto le funzioni salienti delle cellule Th1, quelle appunto il cui INF-gamma è rilevato nel test LTT QuantiFERON.

Th1
Cellule Th1, dalla presentazione dell’antigene alla sintesi di citochine specifiche. Disegno di Paolo Maccallini.

Tornando allo studio di Callister e colleghi, i ricercatori hanno impiegato questa metodica nella Lyme precoce (pazienti identificati dall’erythema migrans, lesione cutanea patognomonica della malattia di Lyme) riportando una sensibilità del 69% nel campione esaminato (Callister, SM et al. 2016). Questa sensibilità può apparire deludente, invece è un dato di grande interesse poiché nella Lyme precoce i test sierologici (ELISA+Western blot) hanno una performance non buona, intercettando solo dal 29 al 40% dei pazienti (Auguero-Rosenfeld, ME et al. 2005). La sensibilità di questo test è anche superiore a quella della PCR su sangue nella medesima popolazione (intorno al 20%) (Institute of Medicine, Diagnostics and diagnosis, 2011) ed è paragonabile solo alla sensibilità della PCR su biopsia da eritema migrante (Auguero-Rosenfeld, ME et al. 2005). Considerando che l’eritema migrante si manifesta solo in un 50% dei casi di infezione (Trevisan, G et al. 1990), si comprende l’importanza che potrebbe avere questo nuova procedura nella diagnosi precoce. Nell’abstract dell’articolo (aspetto il testo completo) non si parla di specificità della metodica, ma vale la pena ricordare che sia la PCR che la serologia a due passi (ELISA+WB) presentano una specificità che approssima la certezza (Auguero-Rosenfeld, ME et al. 2005). Si evidenzia invece la capacità del test di identificare una risposta positiva al trattamento antibiotico, confermando precedenti osservazioni (Chen, J et al. 1999) e la nozione che l’attività delle cellule Th circolanti sia di brevissima durata (Kaech, et al., 2007).

Lo studio -come detto- riguarda la Lyme precoce e nulla dice riguardo le forme avanzate della malattia e la Post Treatment Lyme Disease, stadi della patologia in cui esiste un bisogno disperato di un esame che possa escludere o identificare una infezione attiva (vedi in proposito questo post). Si tenga presente infatti che la sierologia presenta una sensibilità di meno del 90% in alcune forme disseminate, come la forma neurologica (Bacon, RM et al. 2003), mentre alla PCR si attribuisce complessivamente una bassa sensibilità (Bonin, S. 2016). Inoltre una sierologia positiva può persistere per mesi o anni dopo la remissione del soggetto (Craft, JE et al. 1984) e quindi non fornisce alcuna indicazione sulla attività della infezione.

Anche per aggirare queste difficoltà, molti autori si sono interessati nel tempo allo studio della risposta delle cellule T durante e dopo l’infezione da Borrelia burdorferi, vedi ad esempio (Dressler, F et al. 1991), (Chen, J et al. 1999) e (Valentine-Thon, E et al. 2007). I test che misurano la reazione dei linfociti T dopo esposizione ad antigeni, possono complessivamente essere definiti lymphocyte transformation test (LTT) e sono classificabili in due grandi categorie:

  1. test di proliferazione linfocitaria (come l’LTT MELISA), in cui l’attività delle cellule T si ricava dalla misura della proliferazione delle stesse, dopo stimolazione;
  2. test di stimolazione linfocitaria in cui l’attività dei linfociti T viene stabilita in base alla quantità di citochine specifiche (INF-gamma e IL-2) sintetizzate dalle stesse, dopo stimolazione (appartengono a questa categoria il QuantiFERON e l’ELISPOT).

Entrambe le categorie presentano poi varianti, in base ai tempi di coltura dei linfociti e ai set di antigeni utilizzati, fra le altre cose. La prima categoria di test richiede un tempo di esecuzione più lungo della seconda e costituisce l’approccio meno recente.

I test LTT sono stati comunemente utilizzati nello studio delle malattie autoimmuni (Salvetti, M et al. 1992) e permisero ad esempio di investigare la natura autoimmune dell’artrite di Lyme resistente ai trattamenti (Gross, 1998). Di fatto gli LTT (sia del tipo 1 che del tipo 2) sono i principali mezzi investigativi, quando si tratta di studiare la presenza di cellule T autoreattive. Gli LTT sono stati esaminati anche come possibile strumento diagnostico nelle malattie infettive, come ad esempio nel caso dell’ELISPOT nell’EBV (Calarota, S et al. 2013), l’ELISPOT nella febbre Q (Schoffelen, T et al. 2014), l’ELISPOT  (Nordberg, M et al. 2012), il QuntiFERON (Callister, SM et al. 2016) e l’LTT MELISA (Baehr, 2012) nella borreliosi di Lyme.

Nella malattia di Lyme l’impiego del metodo LTT a fini diagnostici ha finora fornito risultati contraddittori, tanto che né le linee guida europee per la neuroborreliosi (Mygland, 2010) né i CDC americani (vedi qui) ne raccomandano l’uso a fini diagnostici. Recentemente un gruppo di ricercatori europei (tra cui V. Fingerle e I. Steiner, autori delle linee guida europee per la neuroborreliosi) (Dessau, RB et al. 2014) così si è espresso in risposta a uno studio (Baehr, 2012) sul test di proliferazione linfocitaria nella malattia di Lyme:

E’ possibile che in futuro il metodo LTT  dimostrerà una rilevanza clinica nella diagnosi della malattia di Lyme, ma allo stato attuale manca l’evidenza a favore di una conclusione di questo tipo.

Credo che il problema principale, in questa vicenda, sia che sebbene la metodologia LTT abbia fin da subito dimostrato la potenzialità di individuare infezioni attive da Borrelia burgdorferi, tuttavia -a differenza di quanto accaduto per Mycobacter tubercolosis- nessuno sforzo è stato fin ad ora fatto per standardizzare questo test (che sia l’ELISPOT o il MELISA o il QuantiFERON), e definirne accuratamente sensibilità e specificità. Eppure, lo studio appena pubblicato su Clinical Infectious Diseases apre la strada a questo processo, almeno per quanto concerne il metodo QuantiFERON, variante dell’ELISPOT.

E’ auspicabile e possibile che fra non molto questa metodologia sia disponibile presso gli ospedali italiani, migliorando concretamente la sensibilità dei test diagnostici della Lyme, senza andare a discapito della specificità. E’ comunque interessante osservare che già ora ogni ospedale universitario del nostro paese possiede la tecnologia per effettuare questo genere di test i quali -come detto- sono utilizzati correntemente nei laboratori di ricerca immunologica e infettivologica.


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