Evidenze cliniche

I dati ottenuti in diversi studi clinici non consentono di stabilire una relazione diretta e reciproca tra la disbiosi dell'intestino, la barriera intestinale alterata e l'infiammazione enterica. Al momento, solo due studi hanno valutato nella stessa coorte di pazienti con MP presunte correlazioni tra disbiosi intestinale, alterata permeabilità intestinale e risposte enterico-infiammatorie / neurogeniche. Il primo studio, di Forsyth et al [121], ha dimostrato che, nei pazienti con MP precoce, l'aumento della permeabilità intestinale era correlata con la colorazione della mucosa intestinale per Escherichia coli, lo stress ossidativo dei tessuti e l'accumulo di α-syn enterica. Tuttavia, questo studio ha alcune limitazioni, poiché è stato eseguito su un ristretto numero di pazienti con MP e, soprattutto, l'aumento della permeabilità intestinale è stato abbastanza modesto. Pertanto, sono necessari ulteriori studi per chiarire meglio le presunte correlazioni tra alterata permeabilità intestinale, infiammazione enterica e accumulo di α-syn nella MP. Nel secondo studio, Hasegawa et al [122] hanno osservato che nei pazienti con MP la disbiosi intestinale, caratterizzata da un aumento del numero di Lactobacillus e una diminuzione dell'abbondanza di Clostridium coccoides e Bacteroides fragilis, era associata ad un aumento della permeabilità intestinale [123], [124]. Entrambi i risultati permettono di ipotizzare che, nella malattia di Parkinson, i cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale, principalmente la perdita dei batteri AGCC-produttori insieme ad un aumento della permeabilità intestinale, potrebbero modellare le risposte infiammatorie / neurogeniche enteriche e favorire l'accumulo di α-syn nei neuroni mienterici che, oltre alla presunta induzione delle disfunzioni motorie dell'intestino, potrebbe favorire una condizione di infiammazione cronica periferica e contribuire alla neuroinfiammazione e alla neurodegenerazione nel SNC [125]. Tuttavia, le attuali evidenze cliniche non consentono di stabilire con fermezza se le alterazioni della rete enterico batterica-neuro-immune contribuiscono alla fisiopatologia della MP o se si verificano piuttosto come una mera conseguenza dell'inizio di processi neurodegenerativi centrali. L'analisi del microbiota in feci e mucosa del colon, indica che i pazienti con MP sono caratterizzati da cambiamenti rilevanti nella composizione dei batteri enterici [126], [127], [128]. Alcuni autori hanno scoperto che i pazienti affetti da malattia di

55

Parkinson mostrano un'espansione di Bacteroidetes insieme ad una ridotta abbondanza relativa di Firmicutes, suggerendo così un pattern di disbiosi "proinfiammatoria", caratterizzata da una diminuzione dei batteri "antiinfiammatori" che producono l’AGCC butirrato, appartenenti ai generi Blautia, Coprococcus e Roseburia e un aumento dei batteri "pro-infiammatori" del genere Ralstonia e Faecalibacterium [129], [130]. Al contrario, altri ricercatori hanno osservato una ridotta abbondanza relativa di Bacteroidetes senza variazioni significative di Firmicutes, quando si confrontavano i pazienti con MP con i controlli su pazienti sani [131]. Gli stessi autori hanno riportato anche una significativa diminuzione dei livelli di AGCC fecali, inclusi butirrato, propionato e acetato nei pazienti con MP. Felice et al [132] hanno mostrato una diminuzione del Faecalibacterium prausnitzii che produce AGCC, insieme ad un aumento dell'abbondanza di Enterobacteriaceae nei pazienti con MP [133]. Altri hanno riferito che i pazienti con MP presentavano una maggiore abbondanza di Akkermansia, Lactobacillus, Bifidobacterium e Flavonifractor, insieme ad una diminuzione dei batteri produttori di AGCC, tra cui Lachnospiraceae [134], [135]. Inoltre, due recenti studi hanno mostrato un'espansione di Verrucomicrobiaceae e Lactobacillaceae, insieme ad una ridotta abbondanza di Barnesiellaceae, Enterococcaceae, Prevotellaceae ed Erysipelotrichaceae in pazienti con MP [136], [137].

Petrov et al. [138] hanno recentemente fornito una panoramica integrata sulle principali alterazioni del microbiota intestinale nella MP. In particolare, hanno documentato che la disbiosi intestinale nei pazienti con Parkinson è principalmente caratterizzata da una ridotta abbondanza di Dorea, Bacteroides, Prevotella, Faecalibacterium, Bacteroides massiliensis, Stoquefichus massiliensis, Bacteroides coprocola, Blautia glucerasea, Dorea longicatena, Bacteroides dorei, Bacteroides plebeus, Prevotella copri , Coprococcus eutactus e Ruminococcus callidus, insieme ad una maggiore abbondanza di Christensenella, Catabacter, Lactobacillus, Oscillospira, Bifidobacterium, Christensenella minuta, Catabacter hongkongensis, Lactobacillus mucosae, Ruminococcus bromii e Papillibacter cinnamivorans. Questi diversi modelli di cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale nei pazienti con MP potrebbero dipendere da diversi approcci

56

metodologici e da diversi background geografici e / o clinici dei soggetti studiati (ad es. differenze nell'età media, durata della malattia e stato della cura). Tuttavia, questi risultati suggeriscono che la disbiosi intestinale nei pazienti con MP è associata ad una significativa diminuzione dei livelli di AGCC, che, essendo considerati metaboliti antinfiammatori benefici prodotti dai batteri intestinali, potrebbero compromettere la barriera epiteliale intestinale, facilitare le risposte immunitarie / infiammatorie e alterare la rete neuronale enterica con conseguente disregolazione della motilità intestinale [139]. A sostegno di questa visione, le alterazioni morfologiche della barriera epiteliale intestinale e l'infiammazione enterica, caratterizzate da un aumento dei livelli di citochine pro-infiammatorie e dall'attivazione delle cellule gliali enteriche (CGE), sono state documentate in pazienti con MP [140]. In particolare, l'attivazione delle CGE, denominate “astrociti dell’SNE”, potrebbe contribuire alla formazione di risposte immunitarie / infiammatorie enteriche che, oltre a determinare le disfunzioni motorie intestinali, può contribuire, attraverso l'asse neuro-immune intestino-cervello, alla neuroinfiammazione e conseguente neurodegenerazione nel sistema nervoso centrale [141].

Prove recenti suggeriscono che la disfunzione intestinale, come la costipazione, sono sintomi non motori associati in modo coerente alla Malattia di Parkinson che possono precedere i sintomi motori da decenni. Studi riportano costipazione nel 20- 80% dei pazienti con MP, e una meta-analisi pone l'incidenza al 50%. La costipazione nella MP è probabilmente dovuta in gran parte al tempo di transito intestinale prolungato, che è stato segnalato colpire sia l'intestino tenue che il colon. La motilità intestinale è ampiamente controllata dal sistema nervoso enterico (SNE), ma al momento non vi è consenso sul fatto che la costipazione associata al MP si verifichi a seguito della neurodegenerazione all'interno dell’SNE, del SNC, di entrambi, o come conseguenza di un altro processo. È chiaro, tuttavia, che la stitichezza può manifestarsi come un sintomo pre-motorio anni prima che la degenerazione del SNC richieda una diagnosi di MP. Uno studio ha riportato che gli uomini di mezza età che avevano meno di un movimento intestinale al giorno avevano un rischio di diagnosi quadruplicata superiore di quattro volte nei 24 anni successivi rispetto agli uomini con movimenti intestinali regolari.

57

Un'altra caratteristica intestinale della MP che è stata ampiamente segnalata è la presenza di anomalie enteriche nell'α-SYN. Questa proteina è espressa come un componente normale del sistema nervoso enterico e può essere rilevata nel tessuto intestinale in una grande percentuale di umani neurologicamente intatti, con livelli potenzialmente in aumento con l'età. Numerosi studi indicano, tuttavia, che l'α-SYN viene rilevata più frequentemente e a livelli più elevati nell'intestino dei pazienti con MP rispetto ai controlli effettuati su individui sani della stessa età. Ciò è significativo, poiché è noto che la sovraespressione di α-SYN produce aggregazione di α-SYN sia nell'intestino che nel cervello di topi e umani. Studi che hanno valutato l'α-SYN enterica in pazienti con MP hanno riportato il rilevamento dell'α-SYN fosforilata nel 61,5% dei campioni di MP e dei corpi di Lewy / neuriti di Lewy nel 72,4–100% dei campioni di MP, rispetto al rilevamento solamente dello 0–33% di controlli su soggetti sani. Ciò suggerirebbe che la sinucleinopatia intestinale sia un indicatore relativamente sensibile e specifico della patologia della malattia di Parkinson. Inoltre, ulteriori studi hanno riportato l'immunoreattività distintiva di α-SYN nelle biopsie intestinali prelevate da individui clinicamente normali che svilupperebbero successivamente MP, indicando che α-SYN enterica anormale è presente prima che la neurodegenerazione del SNC abbia progredito sufficientemente per produrre i sintomi motori.

Queste conclusioni relative alle caratteristiche distintive dell'α-SYN intestinale nella MP non sono universalmente accettate. Alcuni ricercatori sostengono che i corpi di α-SYN e di Lewy fosforilati nell'intestino non sono caratteristiche specifiche della MP in quanto sono stati identificati nell'intestino di pazienti con altri disturbi come acalasia, demenza da corpi di Lewy, malattia accidentale di Lewy e Alzheimer con corpi di Lewy. Vale la pena notare, tuttavia, che questi disturbi condividono molte caratteristiche patologiche con la MP, ed è stato proposto che almeno alcune di queste condizioni neurologiche possano effettivamente rappresentare stadi precoci motori della MP. Questo concetto può essere supportato da osservazioni secondo cui l'estensione della sinucleinopatia intestinale in queste condizioni non è così avanzata come quella osservata nel sistema gastrointestinale nei pazienti con MP.

58

Un altro componente intestinale della MP che sta ricevendo crescente attenzione sono le alterazioni della funzione barriera. Numerosi rapporti indicano ora che i pazienti con MP hanno una maggiore permeabilità intestinale rispetto ai controlli su pazienti sani. I risultati ottenuti da molti di questi studi indicano specificamente difetti nelle giunzioni strette intestinali senza un grave danno mucoso, comprese riduzioni dei livelli di proteine che promuovono le barriere e le interruzioni delle reti delle giunzione strette. Possono anche essere presenti difetti in altre barriere intestinali che limitano l'interazione microbica diretta con i tessuti, in quanto i casi di penetrazione di Escherichia coli nella mucosa intestinale erano più frequenti nei pazienti con MP rispetto ai controlli ed erano correlati, come prevedibile, con aumenti della permeabilità intestinale e con stress ossidativo. È interessante notare che anche i livelli di α-syn enterica sono correlati positivamente con la permeabilità intestinale. [142] Non sono stati ancora pubblicati rapporti che valutano la funzione di barriera intestinale negli individui asintomatici che successivamente sviluppano la MP, quindi la misura in cui una maggiore permeabilità è un sintomo pre-motorio della MP non è stata stabilita con fermezza. Tuttavia, è stata rilevata una maggiore permeabilità intestinale nei pazienti con MP di nuova diagnosi, quindi si può concludere che è presente almeno dalle prime fasi cliniche della malattia(Fig.11).

Malattia neurologica

Principali cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale Alterazioni morfofunzionali della barriera epiteliale intestinale Risposte intestinali neuro/immuni infiammatorie MP •↑↓Bacteroidetes (Prove contrastanti) •↓= Firmicutes (prove contrastanti) •↑Blautia,Coprococcus, Roseburia, Escherichia coli, Akkermansia, Bifidobacterium, Flavonifractor e Lactoacillus; Christensenella, Catabacter, Oscillospira, Christensenella minuta, Catabacter hongkongensis, •Nessuna alterazione funzionale della permeabilità intestinale •↑Espressione dell'Occludina •Nessun cambiamento nell'espressione di ZO-1 •↑livelli sierici di LPS •↑Nitro rosina •↑Citochine pro- infiammatorie (TNF,IF-γ,IL-6,IL- 1β) •Attivazione della glia enterica (↑GFAP,↑Sox- 10,↑S100-beta)

59 Lactobacillus mucosae, Ruminococcus bromii, e Papillibacter cinnamivorans •↓Ralstonia, Faecalibacterium prausnitzii, Clostridium coccoides e Bacteroides fragilis, Dorea, bacteroides, Bacteroides massiliensis, Stoquefichus massiliensis, Bacteroides coprocola, Bautia, glucerasea, Dorea longicatena, Bacteroides dorei, Bacteroides pebeus, Coprococcus eutactus, Ruminococcus callidus •↑Enterobacteriaceae, Lachnospiraceae, Lactobacillaceae, Verrucomicrobiaceae •↓Prevotellaceae (Prevotella copri), Erysipelotrichaceae (Eubacterium biforme), Barnesillaceae e Enterococcaceae •↓livelli fecali di AGCC (Butirrato, Acetato, Propionato)

Figura 11 Sintesi delle alterazioni intestinali nei pazienti con malattie neurodegenerative centrali