Un bambino su tre affetto da meningite batterica convive con disabilità neurologiche permanenti dovute all’infezione. Questo è il risultato ottenuto secondo un nuovo studio epidemiologico condotto dal Karolinska Institutet.
Gli esiti della ricerca sono stati pubblicati su JAMA Network Open.
Meningite batterica: ecco cosa dice la ricerca
Per la prima volta, i ricercatori hanno identificato il peso sanitario a lungo termine della meningite batterica . Attualmente l’ infezione batterica può essere curata con antibiotici, ma spesso porta a danni neurologici permanenti. E poiché i bambini sono spesso colpiti, le conseguenze sono significative.
“Quando i bambini sono colpiti, l’intera famiglia ne è colpita. Se un bambino di 3 anni ha problemi cognitivi, disabilità motorie, vista o udito compromessi o persi, l’impatto è grave. Si tratta di disabilità permanenti che diventano un peso importante sia per l’individuo che per la società, poiché le persone colpite necessitano di supporto sanitario per il resto della loro vita”, afferma Federico Iovino, professore associato di microbiologia medica presso il Dipartimento di Neuroscienze, Karolinska Institutet, e uno degli autori di questo studio.
Analizzando i dati del registro di qualità svedese sulla meningite batterica tra il 1987 e il 2021, i ricercatori sono stati in grado di confrontare poco più di 3.500 persone che hanno contratto la meningite batterica da bambini con poco più di 32.000 controlli abbinati della popolazione generale. Il tempo medio di follow-up è di oltre 23 anni.
I risultati mostrano che quelli con diagnosi di meningite batterica hanno costantemente una maggiore prevalenza di disabilità neurologiche come deterioramento cognitivo , convulsioni, disturbi visivi o uditivi, disturbi motori, disturbi comportamentali o danni strutturali alla testa.
Il rischio era più alto per le lesioni strutturali alla testa – 26 volte il rischio, i danni all’udito – quasi otto volte il rischio, e i danni motori – quasi cinque volte il rischio.
Circa 1 persona su 3 affetta da meningite batterica presentava almeno un danno neurologico rispetto a 1 su 10 tra i controlli.
“Ciò dimostra che anche se l’ infezione batterica viene curata, molte persone soffrono successivamente di disturbi neurologici”, afferma Federico Iovino.
Una volta identificati gli effetti a lungo termine della meningite batterica, Federico Iovino e i suoi colleghi andranno ora avanti con la loro ricerca.
“Stiamo cercando di sviluppare trattamenti in grado di proteggere i neuroni nel cervello durante la finestra di pochi giorni necessaria affinché gli antibiotici abbiano pieno effetto. Ora disponiamo di dati molto promettenti dai neuroni umani e stiamo appena entrando in una fase preclinica con modelli animali. Speriamo eventualmente di poterlo presentare in clinica entro i prossimi anni”, afferma Federico Iovino.
La meningite batterica è un’infezione rara ma molto grave che può colpire persone di tutte le età, ma è più comune nei neonati, nei bambini, negli adolescenti e negli anziani. Spesso è causata dallo pneumococco (Streptococcus pneumoniae), che è anche una delle principali cause di infezioni respiratorie batteriche come polmonite, otite e sinusite, che colpiscono soprattutto i più giovani e gli anziani della società.
La meningite batterica non trattata è fatale, ma ora l’infezione può essere curata con antibiotici. Tuttavia, gli antibiotici hanno difficoltà a penetrare la barriera ematoencefalica , il che significa che ci vuole tempo per combattere l’infezione. Durante questo periodo, le cellule nervose possono essere danneggiate e provocare vari danni neurologici permanenti. Inoltre nelle cliniche c’è la costante minaccia della resistenza agli antibiotici.
La meningite batterica è una malattia infettiva del cervello pericolosa per la vita che lascia molti sopravvissuti con disturbi neurologici di lunga durata. Ora, i ricercatori del Karolinska Institutet in Svezia mostrano in uno studio sui ratti che lo strumento del cervello per l’eliminazione dei rifiuti, il sistema glinfatico, funziona male durante la meningite batterica, causando un accumulo di rifiuti tossici che danneggiano le cellule cerebrali.
Come la governante del cervello funziona male durante la meningite batterica
0
29 agosto 2022
0
Malattie, condizioni, sindromi
Neuroscienza
Come la governante del cervello funziona male durante la meningite batterica
del Karolinska Institutet
cervello e midollo spinale
Credito: Pixabay/CC0 dominio pubblico
La meningite batterica è una malattia infettiva del cervello pericolosa per la vita che lascia molti sopravvissuti con disturbi neurologici di lunga durata. Ora, i ricercatori del Karolinska Institutet in Svezia mostrano in uno studio sui ratti che lo strumento del cervello per l’eliminazione dei rifiuti, il sistema glinfatico, funziona male durante la meningite batterica, causando un accumulo di rifiuti tossici che danneggiano le cellule cerebrali. I risultati sono pubblicati sulla rivista mBio .
“Il nostro studio dimostra che il sistema glinfatico perde la sua funzionalità quando si verifica un’infezione nel cervello “, afferma Federico Iovino, professore associato e capogruppo presso il Dipartimento di Neuroscienze del Karolinska Institutet e autore principale dello studio.
“Anche se finora abbiamo studiato solo i ratti, crediamo sia possibile che gli stessi meccanismi siano in gioco negli esseri umani e che il sistema glinfatico possa essere una nuova strada da esplorare nella speranza di trovare trattamenti per prevenire le disabilità neurologiche causate da batteri meningite.”
Il sistema glinfatico è stato descritto per la prima volta nel 2013 come una sorta di lavatrice che elimina i rifiuti dal sistema nervoso centrale, che comprende il cervello e il midollo spinale. Da allora, diverse malattie neurologiche , tra cui il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson, sono state associate alla sua disfunzione.
In questo studio, il gruppo di ricerca del dottor Federico Iovino e collaboratori dell’Health Science Center dell’Università del Texas a Houston negli Stati Uniti e dell’Università del Sud di Santa Catarina in Brasile ha esaminato il sistema glinfatico nei ratti infettati dal batterio Streptococcus pneumoniae. S. pneumoniae è il principale agente patogeno che causa la meningite batterica , un’infezione potenzialmente mortale che in molti casi porta a disabilità permanenti.
I ricercatori hanno trovato quantità più elevate di prodotti di scarto batterici nel cervello dei ratti affetti da meningite rispetto a un gruppo di controllo . Le concentrazioni erano più alte nei compartimenti del liquido cerebrospinale del cervello.
Al contrario, gli esami del sangue hanno rivelato bassi livelli di componenti batterici, indicando che il sistema glinfatico non era riuscito a drenare il cervello dai batteri e dai prodotti del riposo associati. Nel corso del tempo è stato osservato un aumento dei segni di neuroinfiammazione e danno neuronale , con una corrispondente perdita di capacità cognitive.
“Circa la metà dei sopravvissuti alla meningite pneumococcica soffrono di disturbi neurologici, come perdita dell’udito, ritardo motorio e cognitivo e disturbi psichiatrici , a causa dei neuroni danneggiati dall’infezione”, afferma Federico Iovino.
“Poiché i neuroni danneggiati spesso non possono essere riparati o sostituiti, è importante trovare modi per prevenire la lesione, e il primo passo in questa direzione è comprendere i meccanismi molecolari.”
Per approfondire la loro comprensione, i ricercatori hanno esaminato in dettaglio i tessuti e le cellule del cervello. Si sono concentrati su un trasportatore di fluidi chiave, il canale dell’acqua dell’acquaporina-4 (AQP4) situato all’estremità dei fili di astrociti, che sono cellule a forma di stella che agiscono come governanti del sistema glinfatico.
Questo canale d’acqua regola normalmente gli scambi di liquidi tra i compartimenti del liquido cerebrospinale e altre aree del cervello. Ma ciò che i ricercatori hanno scoperto è che durante la meningite pneumococcica, il canale dell’acqua AQP4 perde la sua posizione naturale e la connessione con la parete dei vasi della barriera emato-encefalica. Le estremità degli astrociti si erano staccate dalle pareti dei vasi dopo che gli astrociti si erano gonfiati in risposta alla neuroinfiammazione causata dall’infezione batterica.
“È come un effetto valanga”, dice Federico Iovino. “L’infezione provoca un accumulo di prodotti batterici tossici che attivano una risposta immunitaria che porta alla neuroinfiammazione. L’infiammazione innesca processi cellulari che portano al distacco delle estremità astrocitarie dalle pareti della barriera ematoencefalica con conseguente spostamento e perdita di funzione del l’importante canale dell’acqua AQP4. Combinati, questi eventi provocano un malfunzionamento del sistema glinfatico e un conseguente danno neuronale.
I ricercatori del Karolinska Institutet, dell’Ospedale universitario Karolinska e del Wenner-Gren Institute dell’Università di Stoccolma hanno condotto ricerche nel campo della meningite batterica e hanno scoperto come i batteri interagiscono con i neuroni, causando la morte delle cellule neuronali.
Abbiamo chiesto a Federico Iovino, responsabile del gruppo di ricerca del Laboratorio Iovino del Dipartimento di Neuroscienze e autore corrispondente dello studio, di delucidarci su alcuni punti chiave dello studio.
“Crediamo che questo studio rappresenti un importante passo avanti nel campo della meningite batterica, un’infiammazione delle meningi pericolosa per la vita che si verifica come conseguenza di un’infezione batterica del cervello. Uno dei problemi principali della meningite batterica è la scarsa qualità della vita dopo la malattia. malattia; infatti, anche se l’infezione batterica nel cervello viene adeguatamente curata, il 50% dei sopravvissuti soffre di danni cerebrali causati dall’infezione batterica, come disabilità cognitive e motorie, perdita dell’udito o altre carenze neurologiche”.
“In letteratura mancava la conoscenza del meccanismo molecolare alla base del danno neuronale causato dalle infezioni batteriche del cervello. Ciò che sapevamo era essenzialmente che i neuroni venivano uccisi o gravemente danneggiati a causa delle infezioni, ma non sapevamo come avvenisse la morte delle cellule neuronali. Con questo studio abbiamo compreso il meccanismo utilizzato dallo Streptococcus pneumoniae, la principale causa eziologica della meningite batterica, per interagire con i neuroni e causare la morte delle cellule neuronali.”
“Viviamo in un’epoca in cui le infezioni batteriche rappresentano un grave peso. Anche se abbiamo accesso agli antibiotici e alle vaccinazioni, le infezioni batteriche causano ancora centinaia di migliaia di morti in tutto il mondo. La resistenza agli antibiotici è una minaccia costante da affrontare nelle cliniche”, afferma Federico Iovino.
“Inoltre, il cervello è particolarmente difficile da curare dalle infezioni perché i farmaci devono penetrare la barriera emato-encefalica per poter entrare nel cervello e sradicare le infezioni. La conoscenza di come i batteri interagiscono con i neuroni causando lesioni neuronali è particolarmente importante perché possiamo ora sviluppano nuove strategie terapeutiche per bloccare l’interazione batterico-neurone per proteggere i neuroni”.
“Questo studio è iniziato all’inizio del 2019, semplicemente da una proposta di progetto su una domanda di sovvenzione. Solo con l’impressionante dedizione del mio gruppo di ricerca, e in particolare di Mahebali Tabusi, primo autore ed ex ricercatore del mio gruppo, questo studio potrebbe essere ultimato in due anni di lavori”, spiega Federico Iovino.
“In questo studio abbiamo dimostrato che i pneumococchi utilizzano le loro proteine RrgA e pneumolisina (Ply) per interagire con la β-actina esposta sulla membrana plasmatica neuronale e attraverso queste interazioni i batteri possono invadere i neuroni e causare la morte delle cellule neuronali. È importante sottolineare che tutti i dati di questo studio sono stati convalidati utilizzando neuroni primari umani, come modello in vitro, e un modello sperimentale in vivo nel topo con meningite, e questo rafforza significativamente il significato e l’importanza dei nostri risultati”.
“Anche se altre cellule eucariotiche muoiono e vengono sostituite, molti neuroni non vengono mai sostituiti quando vengono danneggiati o dopo la morte cellulare. Pertanto, è fondamentale proteggere i neuroni da tutti i danni che un’infezione batterica può causare.”
“In questo studio, utilizzando anticorpi mirati alla β-actina, potremmo impedire ai batteri di interagire con i neuroni, e di conseguenza i neuroni in vitro sono sopravvissuti all’infezione batterica . Ora vogliamo fare un ulteriore passo avanti e sviluppare un approccio per bloccare l’infezione pneumococcica. interazioni neuronali in vivo”, conclude Federico Iovino.
