RNA messaggero, monociti, e malattia di Lyme

All’inizio di questo anno è apparso sulla testata American Society for Microbiology  una indagine sulla espressione genica in 29 soggetti con malattia di Lyme, rispetto a un controllo di 13 persone sane. L’analisi è consistita nella misura degli RNA messaggeri in cellule mononucleri del sangue periferico (PBMC). L’RNA messaggero (mRNA) è la forma del codice genetico che le nostre cellule usano per copiare e spedire l’informazione del gene da esprimere, ai ribosomi, ovvero alle macchine che materialmente assemblano le proteine. Le PBMC sono le cellule del sangue periferico provviste di un singolo nucleo, e consistono in cellule B, cellule T, cellule NK, e monociti. Dunque essenzialemnte linfociti, macrofagi, e cellule dendritiche (vedi figura 1). Gli Autori sono stati così in grado di individuare un totale di 1759 geni espressi in modo differente dai pazienti (sovra espressi o sotto espressi), rispetto ai controlli sani e di monitorare l’evoluzione della malattia prima del trattamento, subito dopo il trattamento, e sei mesi dopo il trattamento.

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Figura 1. Ho rappresentato in modo schematico l’insieme dei leucociti, evidenziando la loro origine e anche la loro appartenenza ai due rami del sistema imunitario. Le PBMC a cui mi riferisco nel testo sono date dall’insieme dei linfociti e dei monociti. Disegno di Paolo Maccallini. Da varie fonti, con modifiche.

Lo studio ha visto la collaborazione della University of California con la John Hopkins University School of Medicine e la San Francisco State University.

Il sistema immunitario non guarisce dopo il trattamento

Uno dei risultati più interessanti di questo studio è l’osservazione che il trattamento antibiotico, pur tempestivo, non consente ai pazienti di tornare alla normalità. Infatti a sei mesi dalla fine del trattamento (3 settimane di doxiciclina) ben 686 geni rimangono espressi in modo anomalo rispetto al controllo sano (vedi figura 2). Non solo, ma questa anomalia permane a prescindere dalla risoluzione o meno dei sintomi. Infatti tanto coloro che manifestano sintomi persistenti (metà dei casi!), che coloro i quali guariscono a seguito della cura, permangono in una condizione di complessiva attivazione immunitaria. E sorprendentemente l’analisi di queste centinaia di geni non consente di differenziare le persone con sintomi residui, da quelle con risoluzione del quadro clinico. Forse la spiegazione dei sintomi residui non è nelle PBMC?

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Figura 2. Il numero dei geni espressi in maniera diversa fra Lyme e controllo sano (DEG). Si tratta di complessivi 1759 geni. V1 indica il momento della diagnosi (Lyme acuta), V2 indica il momento successivo al completamento della cura, V5 rappresenta i pazienti a sei mesi dalla fine del trattamento (Bouquet J, et al. 2016).

E i sieronegativi?

In questo studio sono stati inclusi anche pazienti con diagnosi esclusivamente clinica. Infatti si tratta di uno studio su Lyme acuta, e come sappiamo, circa metà dei soggetti con Lyme acuta non ha ancora avuto modo di sviluppare una risposta immunitaria adattiva al momento della diagnosi. In particolare, su 28 soggetti testati con l’algoritmo a due passi (vedi figura 3), solo 14 erano positivi prima del trattamento. Dei restanti 14, solo 6 hanno sviluppato gli anticorpi alla fine del periodo di osservazione. Rimangono dunque 8 soggetti sieronegativi (il 28,6%).

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Figura 3. Algoritmo per gli esami sierologici della malattia di Lyme. Da Wilske, B, Zoller, L e Brade, V. Lyme Borreliose, 2000. Con modifiche. Disegno di Paolo Maccallini.

La sieronegatività è un fenomeno noto nella Lyme (Perrone C, 2014), meno noto è tuttavia il motivo per il quale la risposta sierologica possa essere parziale o assente in alcuni individui. Una revisione della letteratura su questo argomento prescinde lo scopo del presente articolo, e mi limito a riportare quanto riscontrato invece nello studio di Bouquet e colleghi, i quali hanno potuto, per la prima volta, rilevare una anomala espressione di 4 geni nei sieronegativi, rispetto ai pazienti sieropositivi. In particolare, sono sovra espressi 3 geni del complesso HLA-D (cromosoma 6), i quali codificano per la molecola MHC-II. Questa molecola (costituita da due subunità) è espressa in particolare dai monociti e permette a queste cellule di presentare gli antigeni alle cellule Th, innescando così la risposta adattiva del sistema immunitario (vedi figura 4).

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Figura 4. Molecola MHC II e presentazione degli antigeni alle celleule Th. Disegno di Paolo Maccallini, da varie fonti, con modifiche.

La sovra espressione di questi geni (che sono HLA-DQA1, HLA-DQB1, HLA-DRB5, vedi figura 5) rimane più o meno costante durante i mesi della osservazione, e distingue chiaramente i sieronegativi dai sieropositivi, i quali curiosamente sotto esprimono gli stessi geni. Difficile immaginare una giustificazione per il fenomeno osservato, ma si potrebbe pensare che il sustema immunitario stia cercando di rimediare alla mancata attivazione del ramo adattivo, amplificando la presentazione degli antigeni. Questo è molto interessante, perché potrebbe essere una disfunzione alla base dei fenomeni autoimuni descritti nella malattia di Lyme.

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Figura 5. Tre geni della molecola MHC II sono sovra espressi nella Lyme sieronegativa.

Lupus o ME/CFS?

Una delle osservazioni più interessanti di questo studio è forse quella che deriva dalla comparazione della espressione genica della Lyme, a sei mesi dal trattamento, con altre patologie per le quali sono stati raccolti dati simili. Sorprendentemente gli autori hanno potuto constare che l’espressione genica dopo la fase acuta della infezione non assomiglia alla ME/CFS (con cui condivide solo il 18% degli DEG), ma è pittosto simile al Lupus, con cui condivide ben il 60% dei geni espressi in modo anomalo. Questo risultato non è banale, ed è in qualche modo inaspettato. Infatti in più contesti si è riscontrata la somiglianza tra la post-treatment Lyme disease syndrome (PTLDS) e la ME/CFS (Institute of Medicine, 2015), e la definizione di caso per la PTLDS non è molto diversa dai criteri Fukuda relativi alla CFS (Aucott JN et al. 2013). Tuttavia già in passato erano emerse differenze fra ME/CFS e PTLDS in due grandi studi (Shutzer, 2011), (Ajamian, 2015). Sicuramente ulteriori approfondimenti sono necessari, con un campione molto più esteso.

Un nuovo test?

Riuscire a descrivere un profilo di attivazione immunitaria specifico per la malattia di Lyme è di enorme interesse, infatti aprirebbe le porte a una nuova categoria di test diagnostici, non più basati sulla sierologia. Un siffatto strumento sarebbe di grande beneficio, soprattutto per i pazienti sieronegativi, che in questo studio rappresentano un non trascurabile 28,6%.

Conclusioni

Gli elementi di interesse di questo studio sono molteplici e vengono riassunti brevemente in quanto segue.

  • La malattia di Lyme attiva in modo anomalo ben 1759 geni nel citoplasma delle cellule mononucleri del sangue periferico (linfociti e monociti). Questa attivazione persiste 6 mesi dopo il trattamento, a prescindere dal successo o meno della cura, e differenzia i pazienti non solo dai controlli sani, ma anche da altre infezioni e patologie simili.
  • I pazienti sieronegativi presentano delle anomalie nella presentazione degli antigeni, di significato tutto da determinare.
  • Il profilo di attivazione genica configura la possibilità di un nuovo test per la malattia di Lyme.
  • La post-treatment Lyme disese syndrome è più simile al Lupus che alla ME/CFS.

Approfondimenti

  • Lo studio discusso in questo post è accessibile gratuitamente qui.
  • Una introduzione alla Post-treatment Lyme disease syndrome (PTLDS) è proposta in questo precedente post.
  • Una analisi su analogie e differenze fra ME/CFS e PTLDS è disponibile qui.
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