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Uno studio pubblicato su iScience indaga come i tipi/sottotipi cellulari laringei rispondono a variazioni del microbioma.

La laringe, organo impari mediano posizionato all'intersezione tra il tratto digestivo e quello respiratorio superiore è sede delle corde vocali (VF) e funge da protezione delle vie aeree durante la deglutizione.  I disturbi delle corde vocali (VF) influenzano non solo la deglutizione, la respirazione e la tosse, ma portano anche a una ridotta produzione della voce. 

Le prove attuali suggeriscono che la laringe possiede un'architettura immunologica distinta, incarnata dall’epitelio laringeo come  difesa naturale strutturale e cellule immunitarie, inclusi macrofagi, cellule dendritiche (DC), linfociti T e B, cellule natural killer (NK). Dato il ruolo delle cellule NK in alcune infezioni batteriche, si è ipotizzato che la loro presenza nello strato superficiale dell'epitelio sia associata alla flora batterica che vive nella mucosa, i cui generi dominanti sono rappresentati da Prevotella, Streptococcus e Veillonella.

È già stato dimostrato che il microbioma ha un grande impatto sulla fisiologia dell’ospite e pertanto si ipotizza un’associazione tra batteri specifici, patologie della laringe e risposte immunitarie rapide laringee. Tuttavia, la nostra conoscenza del microbiota laringeo e della sua associazione con l’immunità dell’ospite rimane limitata.

Uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista iScience, ha tipizzato i tipi/sottotipi di cellule nella laringe per conoscere la loro risposta immunitaria al microbiota commensale e alle variazioni dello stesso in termini di composizione batterica.

Popolazioni microbiche e cellulari evidenziate nello studio

Per questo studio sono stati utilizzati topi sani allevati convenzionalmente (ConvR) e topi privi di germi (GF).

Lo studio ha valutato due diversi aspetti: la composizione del microbiota commensale nella laringe del topo ConvR, caratterizzato tramite sequenziamento del gene 16S rRNA e la popolazione cellulare immunitaria della laringe di ConvR, esaminata mediante sequenziamento dell'RNA di singole cellule della laringe. 

Il profilo del microbiota commensale nella laringe del topo ConvR è risultato caratterizzato dai generi dominanti Haemophilus, Streptococcus, Fusobacterium, Vellonella e Prevotella, con abbondanze relative rispettivamente del 17,1%, 13,0%, 12,7%, 11,2% e 7,3%.  Le cellule immunitarie identificate erano essenzialmente un cluster di fagociti, coinvolti nell’immunità innata, e alcuni sottocluster di macrofagi, monociti, cellule dendritiche, neutrofili e cellule natural killer e i linfociti.

Ruolo del microbiota sui sistemi di difesa della laringe

Il microbiota ha aumentato significativamente l'espressione dei geni di difesa dell'ospite associati all'integrità della barriera epiteliale (Tcf7l1), alla differenziazione delle cellule epiteliali (Notch2), all'attività antinfiammatoria (Scgb1a1, la cui espressione è stata osservata principalmente nella regione sopraglottica, lungo tutta la laringe fino alla trachea, con un'espressione notevolmente ridotta sulle regioni membranose delle FV), all'attività antimicrobica (Sftpd, Sftpa1), all'immunità mediata dai neutrofili (Cxcl5) e ad altri geni dell'ospite legati alle attività di difesa, come l'omeostasi del ferro (Ftl1), il metabolismo xenobiotico (Cbr2) e l'attività delle cellule sierose (Dcpp1) nei topi ConvR. 

Nei topi GF L’espressione di Scgb1a1 era notevolmente ridotta, osservata solo nelle ghiandole sottomucose della regione sottoglottica e nella sua superficie epiteliale adiacente, suggerendo un ruolo del microbiota commensale nell’attività antinfiammatoria.

Le cellule immunitarie nella laringe più reattive  all’esposizione batterica sono risultate essere i macrofagi, il che suggerisce il potenziale ruolo del microbiota commensale nella regolazione della differenziazione delle cellule immunitarie. Un insieme di geni propri dei macrofagi sembrano inoltre svolgere un ruolo importante nell'interazione con il microbiota commensale nella laringe, modulando diverse vie di segnalazione (Rap1, TNF, JAK-STAT e fagosoma). 

Conclusioni

Il microbiota della laringe gioca un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’immunità innata e adattativa della laringe attraverso la regolazione della differenziazione cellulare, l’aumento dell’espressione di geni associati alla difesa dell’ospite e l’alterazione delle reti di regolazione genetica. Si evince inoltre come i macrofagi siano le cellule immunitarie maggiormente associate al rilevamento e al bilanciamento del microbiota commensale.

Reference

An, R., Ni, Z., Xie, E., Rey, F. E., Kendziorski, C., & Thibeault, S. L. (2024). Single-Cell View into the Role of Microbiota Shaping Host Immunity in the Larynx. iScience.

01 Ottobre 2024
Autore: Redazione