L’accumulo di muco, non le infezioni, innesca danni polmonari da fibrosi cistica

Fibrosi cistica

L’accumulo di muco anormalmente denso e l’associata infiammazione sembrano essere la causa iniziale del danno ai polmoni di bambini con fibrosi cistica (CF), piuttosto che infezioni batteriche, secondo uno studio della Scuola di Medicina dell’UNC pubblicato su Science Translational Medicine.

La ricerca suggerisce che i medici potrebbero essere in grado di ritardare l’insorgenza della malattia polmonare nei bambini piccoli nati con CF e possibilmente consentire loro di vivere significativamente più a lungo. La chiave sarebbe quella di utilizzare trattamenti precoci che riducono il muco.

“Come la malattia polmonare inizia nei bambini più piccoli con la fibrosi cistica non è ben compreso, ma con questo studio possiamo vedere quali processi vengono prima dell’insorgenza della malattia e sviluppare strategie per indirizzarli”, ha detto il co-primo autore dello studio Charles R. Esther, Professore di pediatria presso l’UNC School of Medicine e membro del UNC Marsico Lung Institute.

Più di 30.000 persone negli Stati Uniti sono affette da fibrosi cistica, una malattia genetica che porta alla produzione di muco anormalmente denso nei polmoni e nella trachea. I bambini con fibrosi cistica sono nati con funzioni polmonari per lo più normali, ma alla fine sviluppano infiammazione polmonare, polmonite batterica ricorrente e modificazioni cicatriziali progressive del tessuto polmonare. 

Capire le prime fasi del processo che porta allo sviluppo della malattia consentirebbe in linea di principio ai ricercatori di sviluppare trattamenti precoci per ritardare o prevenire tale processo. Ma studiare precocemente la FC è stato molto impegnativo, in parte perché i modelli animali della FC fanno uno scarso lavoro di imitazione della malattia umana.

Ester, la co-autrice Marianne Muhlebach, Professore di pediatria presso la Scuola di Medicina dell’UNC e un gruppo multidisciplinare di ricercatori dell’UNC-Chapel Hill, che collaborano con ricercatori australiani guidati dal Dr. Stephen Stick, non hanno osservato i modelli animali, ma i pazienti stessi con fibrosi cistica. I ricercatori hanno analizzato il contenuto del liquido che era stato usato per il “lavaggio” dei polmoni di 46 bambini con fibrosi cistica, come parte di uno studio clinico australiano e confrontato i campioni con il liquido di lavaggio di altri 16 bambini australiani con asma e altri con disturbi delle vie aeree.

L’infezione batterica è stata sospettata come una delle prime cause di danno polmonare nella fibrosi cistica, ma i ricercatori hanno trovato poche prove di batteri nei liquidi di lavaggio dei giovani pazienti CF. Infatti, hanno trovato più batteri in media nei campioni non CF.

La scoperta mostra come l'accumulo di muco, non le infezioni, innesca danni polmonari da fibrosi cistica
Immagini microscopiche che confrontano scaglie di muco da un soggetto sano (a sinistra) a una scaglia di un paziente con fibrosi cistica (a destra). Credito: CR Esther et al., Science Translational Medicine (2019).

Ecco la differenza principale: i campioni di pazienti CF contenevano più tracce di muco, il che implica che ne producessero o accumulassero di più. Inoltre, il muco dei pazienti CF aveva una forma “a scaglie” più solida con un’alta concentrazione di proteine ​​chiamate mucine.

Vedi anche, Nuova speranza per il trattamento della fibrosi cistica.

Ed ecco un’altra importante scoperta: aree dei polmoni CF dove non si era ancora verificato un danno grave presentavano una concentrazione anormalmente alta di mucine e segni di infiammazione, anche senza forti prove di infezione.

Esther, Muhlebach e colleghi ora ipotizzano che nei giovani pazienti CF, il muco che viene secreto, come dovrebbe essere durante le normali infezioni respiratorie virali, non viene completamente eliminato perché è anormalmente spesso. Si accumula nelle vie aeree e crea una condizione di bassa ossigenazione nelle cellule di rivestimento delle vie aeree. Questo innesca l’infiammazione, che stimola più secrezione di muco e più infiammazione.

Questo “ciclo di feedback positivo” alla fine si traduce in cicatrici e perdita progressiva della funzione polmonare. Infezioni ricorrenti con batteri pericolosi iniziano a un certo punto durante questo processo e peggiorano il decorso della malattia. Ma quelle infezioni, dicono i ricercatori,probabilmente non sono i primi fattori di danno ai polmoni“.

La scoperta che l’ infiammazione polmonare nei bambini CF sembra derivare inizialmente da un muco denso delle vie aeree, non da un’infezione batterica, suggerisce che gli interventi precoci di assottigliamento del muco potrebbero ritardare il decorso della malattia.

I ricercatori hanno testato diversi potenziali composti per rendere meno denso il muco. Hanno scoperto che due farmaci approvati dalla FDA, la DNasi e la N-acetilcisteina, usati come muco-diluenti nei pazienti affetti da fibrosi cistica, non hanno funzionato bene per dissolvere le scaglie di muco. Un terzo composto, il ditiotreitolo, funzionava bene, ma è troppo tossico per l’uso umano. Un composto sperimentale chiamato P2062, sviluppato da ricercatori dell’UNC in collaborazione con la società di biotecnologie Parion Sciences, ha dimostrato di funzionare bene per ridurre le scaglie di mucina sebbene non sia stato ancora testato nelle persone.

“Ora stiamo cercando di trovare nuovi agenti terapeutici che potrebbero aiutare a rimuovere questi fiocchi di muco nei pazienti con fibrosi cistica”, ha detto Esther.

Fonte, Science

Altri articoli su Fibrosi cistica