Dottorato in MALATTIE INFETTIVE, MICROBIOLOGIA E SANITA' PUBBLICA

Titolo della tesi: Metabolismo di fenilalanina e tirosina in HIV-1: ruolo dei probiotici nell’asse intestino-encefalo

Background Nella popolazione HIV-1 positiva si riscontra ancora un’alta prevalenza di condizioni non AIDS-associate correlate agli alti livelli di immunoattivazione. Un numero crescente di evidenze supporta il ruolo del microbiota intestinale nella patogenesi della persistenza dell’immunoattivazione e nell’insorgenza di disordini neurologici come la depressione maggiore e l’autismo. La fenilalanina e la tirosina rappresentano dei precursori nel pathway della sintesi delle catecolamine; pertanto, alterazioni nel loro metabolismo possono condurre alla riduzione delle performance cognitive. Alterazioni del loro metabolismo sono state osservate in diverse condizioni infiammatorie come spepsi e cancro, oltre che nel corso di infezione da HIV-1. Obiettivo L’obiettivo del presente studio è analizzare gli effetti della supplementazione con probiotici sul metabolismo degli aminoacidi aromatici fenilalanina e tirosina in corso di infezione da HIV-1, con particolare attenzione ad alcuni metaboliti prodotti dal microbiota intestinale (p-cresolo e tiramina) e gli effetti sortiti sull’immunoattivazione a livello intestinale e sistemico e sui livelli di neuroinfiammazione. Materiali e metodi In questo studio longitudinale 15 pazienti HIV-1 positivi, trattati con successo con la cART, sono stati reclutati presso la Divisione di Malattie Infettive, Dipartimento di Salute Pubblica e Malattie Infettive, Ospedale Universitario “La Sapienza”, Università di Roma. Tutti i partecipanti HIV+ sono stati sottoposti a pancoloscopia e a prelievo ematico per l’isolamento degli LPLs e PBMCs, in cui sono stati valutati i livelli di espressione dei markers di immuno attivazione CD38, HLA-DR nelle cellule T CD4+. Inoltre, nei linfociti della lamina propria sono state valutate le cellule T CD4+ che producono INFɣ e IL-17. I soggetti arruolati sono stati sottoposti anche a prelievo del liquido cerebrospinale per la misurazione della neopterina come marker di neuro infiammazione, a raccolta di campioni fecali per l’analisi dei metaboliti fenilalanina, tirosina, p-cresolo e tiramina e a valutazione neurocognitiva. Tutti gli esami sono stati eseguiti prima (T0) e dopo sei mesi (T6) di integrazione, due volte al giorno, con una formulazione probiotica multistrain liofilizzata. Come controllo interno sono stati arruolati 20 soggetti sani non infetti abbinati per età e sesso, con le stesse abitudini nutrizionali del gruppo HIV+ e senza alterazioni neurologiche e comportamentali. Il gruppo di controllo è stato sottoposto a prelievo fecale a T0, per valutare le concentrazioni di metaboliti sopra citati. Risultati Al termine dell’integrazione con probiotici si è assistito ad una normalizzazione nelle concentrazioni dei metaboliti essenziali analizzati e ad una riduzione generalizzata dell’attivazione immunitaria e dell’infiammazione, che si traduce nei nostri pazienti HIV-1 positivi in un miglioramento delle prestazioni neurocognitive. Conclusioni Data la forte connessione tra la funzione del SNC ed il microambiente intestinale, l'analisi eseguita in questo studio mette in evidenza maggiori dettagli sull'asse intestino-cervello e prova a spiegare come i probiotici possano avere un impatto su questo complesso crosstalk bidirezionale.