Due persone possono ricevere lo stesso vaccino e avere esperienze molto diverse. Una sviluppa la febbre e si sente male per un giorno, mentre l’altra non avverte quasi nulla. Gli scienziati cercano da tempo di capire perché queste reazioni varino così tanto e una nuova ricerca suggerisce che parte della risposta potrebbe risiedere nei trilioni di microbi che vivono nel nostro intestino.
Un team di ricerca internazionale ha scoperto che le persone che sviluppavano febbri più intense dopo la vaccinazione mostravano già segni di infiammazione accentuata e una particolare attività microbica intestinale prima di ricevere il vaccino. Quando i ricercatori hanno trasferito i loro microbi intestinali nei topi, anche gli animali hanno sviluppato risposte infiammatorie più forti alla vaccinazione. I risultati indicano una proteina batterica chiamata flagellina come possibile responsabile e sollevano interessanti interrogativi su come la dieta possa influenzare la risposta dell’organismo ai vaccini.
Prima dello scatto, diversi punti di partenza
La vaccinazione previene le malattie infettive e protegge la salute pubblica, ma le preoccupazioni relative a febbre e sintomi simil-influenzali possono scoraggiare le persone dal vaccinarsi. Comprendere perché queste reazioni variano potrebbe aiutare i ricercatori a trovare modi per ridurle e ad affrontare una delle cause dell’esitazione vaccinale.
Il microbiota intestinale è un’area plausibile da esaminare perché i suoi trilioni di microrganismi comunicano continuamente con il sistema immunitario, contribuendo a modellarne l’attività di base. Poiché le comunità microbiche variano da persona a persona, lo stesso vaccino può incontrare punti di partenza immunitari molto diversi.
Per approfondire la questione, i ricercatori guidati da Ruth Ley presso l’Istituto Max Planck di Biologia di Tubinga hanno avviato lo studio µHEAT (Microbial-Human Ecology and Temperature). Con il supporto di Meral Esen dell’Istituto di Medicina Tropicale di Tubinga, hanno reclutato giovani adulti sani che avevano ricevuto un vaccino contro il SARS-CoV-2 nel 2021 e nel 2022.
I partecipanti hanno fornito campioni fecali per l’analisi microbiologica e campioni di sangue per le misurazioni immunologiche. Hanno inoltre registrato regolarmente la propria temperatura corporea durante la settimana precedente e quella successiva alla vaccinazione.
Un segnale batterico collegato alla febbre
Organizzare lo studio durante la pandemia ha richiesto al team di reclutare i partecipanti prima che avessero già ricevuto i vaccini, mantenendo al contempo le visite e le misurazioni gestibili.
“È stato un periodo difficile per avviare un nuovo studio sull’uomo, con la pandemia ancora in corso”, afferma l’autrice principale Kelsey Huus, che ha guidato µHEAT durante la sua ricerca post-dottorato e ora è Professoressa assistente all’Università di Ottawa in Canada. “Non volevamo sovraccaricare i partecipanti con troppe misurazioni o visite, ed è stata una vera e propria corsa contro il tempo per organizzare lo studio prima che tutti fossero vaccinati. Ma ne è valsa assolutamente la pena, perché il progetto ha prodotto risultati davvero entusiasmanti“.
Alcuni partecipanti hanno sviluppato febbre alta. Prima della vaccinazione, i loro microbi intestinali mostravano una maggiore attività nei geni coinvolti nel movimento batterico, in particolare quelli utilizzati per formare le strutture natatorie a forma di frusta chiamate flagelli.
I flagelli sono costituiti da proteine chiamate flagelline. Poiché anche agenti patogeni come la Salmonella producono flagelline, il sistema immunitario riconosce queste proteine come potenziali segnali di pericolo e reagisce con un’infiammazione. Le analisi del sangue e delle feci hanno suggerito che i partecipanti che hanno sviluppato febbri più intense presentavano già livelli di infiammazione più elevati prima della vaccinazione.
Analisi del microbioma nei topi
Le osservazioni sugli esseri umani hanno rivelato un’associazione, ma i ricercatori avevano bisogno di un esperimento per verificare se i microbi stessi potessero influenzare la risposta al vaccino. Hanno trasferito il microbioma fecale dei partecipanti in topi privi di microbi intestinali, quindi hanno vaccinato gli animali.
Nei topi che avevano ricevuto microbi da partecipanti con una risposta febbrile più marcata, si è sviluppata un’infiammazione più grave rispetto a quelli che avevano ricevuto microbi da persone con risposte più lievi. L’effetto dipendeva in parte dalla capacità degli animali di percepire la flagellina, a dimostrazione del fatto che la proteina batterica contribuiva alla risposta.
“La vaccinazione offre un modo controllato per capire perché le persone possono rispondere in modo così diverso alla stessa sfida immunitaria”, afferma Ley, Direttore del Dipartimento di Scienze del Microbioma. “I nostri risultati dimostrano che la flagellina microbica contribuisce a questo stato immunitario di base, fornendo un potenziale collegamento tra le differenze nel microbiota intestinale e le differenze nelle risposte immunitarie“.
La dieta può influenzare la risposta?
Il team ha quindi esplorato quali fattori potrebbero incoraggiare i microbi intestinali a produrre più flagellina. I partecipanti che seguivano diete a base vegetale tendevano ad avere risposte febbrili più deboli, il che rende la dieta un potenziale elemento da approfondire.
“Abbiamo potuto constatare che alcuni additivi alimentari aumentano la produzione di flagellina da parte dei microbi intestinali in vitro”, spiega Benoit Chassaing, direttore della ricerca Inserm presso l’Institut Pasteur. “È interessante notare che questi risultati dimostrano come alcuni componenti di una dieta industrializzata possano favorire la crescita di batteri flagellati nell’intestino e aumentare la produzione complessiva di flagellina”.
Gli esperimenti sugli animali hanno fornito ulteriori prove. “Abbiamo scoperto che una dieta ricca di grassi, in stile occidentale, potenziava le risposte infiammatorie ai vaccini nei topi”, afferma il coautore Hirohito Abo della Georgia State University di Atlanta.
“Sebbene non siamo riusciti a dimostrare che la dieta determini la risposta ai vaccini negli esseri umani, i risultati del nostro studio suggeriscono che la dieta sia un fattore in grado di modificare un microbioma pro-infiammatorio“, afferma Huus. “Saranno necessari studi interventistici sull’uomo per determinare se i cambiamenti nella dieta possano alterare la produzione di flagellina microbica e, di conseguenza, le risposte ai vaccini, come la febbre”.
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Oltre gli effetti collaterali dei vaccini
Studi futuri potrebbero indagare se interventi mirati al microbioma possano ridurre le febbri intense successive alla vaccinazione. Più in generale, lo studio suggerisce che i microbi intestinali contribuiscono a stabilire uno stato immunitario che può influenzare le risposte a sfide che vanno oltre i vaccini.
“In definitiva, questo lavoro si aggiunge alle crescenti prove che il microbiota intestinale svolge un ruolo centrale nella salute immunitaria umana”, aggiunge Huus. “Comprendere queste interazioni potrebbe ora aprire nuove opportunità per migliorare il modo in cui prevediamo, preveniamo e gestiamo le differenze individuali nelle risposte immunitarie”.
Fonte: µHEAT Study Group