Danno alle cellule intestinali e attivazione immunitaria sistemica in individui con sensibilità al frumento non celiaci
Uhde M., Ajamian M., Caio G. et al. (2016)
Gut. e-pub ahead of print. doi:10.1136/gutjnl-2016-311964
Alcuni individui accusano una serie di sintomi dopo l’ingestione di grano e altri cereali contenenti glutine, nonostante non siano presenti marcatori sierologici o istologici della malattia celiaca (CD). Le definizioni "sensibilità al glutine non celiaca" (NCGS) e “sensibilità al frumento non celiaca" (NCWS) sono state in passato utilizzate indifferentemente per definire il suddetto gruppo di individui.
Gut. e-pub ahead of print. doi:10.1136/gutjnl-2016-311964
Alcuni individui accusano una serie di sintomi dopo l’ingestione di grano e altri cereali contenenti glutine, nonostante non siano presenti marcatori sierologici o istologici della malattia celiaca (CD). Le definizioni "sensibilità al glutine non celiaca" (NCGS) e “sensibilità al frumento non celiaca" (NCWS) sono state in passato utilizzate indifferentemente per definire il suddetto gruppo di individui.
I sintomi associati a quest'ultima condizione sono simili a quelli della celiachia: generalmente gonfiore, dolori addominali, diarrea, fatica, emicrania e difficoltà cognitive.
Nonostante il grande interesse scientifico rivolto a questa sensibilità, l'eziologia e il meccanismo dei sintomi associati sono ancora in gran parte sconosciuti e non sono neppure stati identificati i biomarcatori diagnostici. Alcuni studi suggeriscono però la presenza di giunzioni intercellulari e anomalie del sistema immunitario in un sottogruppo di individui. L’ipotesi avanzata dagli autori di questo studio è che l’eccessiva reazione degli anticorpi a quelli della gliadina propri degli individui con NCWS potrebbe essere provocata da crescenti anomalie della barriera epiteliale. La superficie dell’epitelio intestinale dell’uomo è in contatto continuo con un gran numero di microorganismi; si associa quindi un epitelio intestinale non integro con un'attivazione immunitaria sistemica che ha come risultato la traslocazione di componenti microbiche dal lume intestinale alla circolazione. Questo studio si è pertanto proposto di indagare:
Marcatori di CD e reazione immunologica al glutine
Il ventisei per cento dei soggetti nel gruppo con NCWS era positivo al HLA DQ2/8 (in una percentuale simile a quella della popolazione generale). Da una piccola biopsia intestinale è emerso che il 60% dei soggetti del gruppo con NCWS aveva una mucosa normale e il rimanente 40% un grado Marsh 1 (aumento dei linfociti epiteliali). Tutti i soggetti affetti da celiachia erano positivi al HLA DQ2/8 e i loro risultati istologici intestinali avevano un grado Marsh 3. Nel gruppo di controllo NCWS, gli anticorpi IgG, IgA e IgM della gliadina innata erano tutti significativamente superiori paragonati a quelli dei controlli sani.
Attivazione immunitaria sistemica innata come reazione a componenti microbiche
I soggetti con NCWS avevano livelli sierici significativamente maggiori della proteina legante il lipopolisaccaride (LBP) e del componente solubile di differenziazione 14 (sCD14) rispetto a quelli dei pazienti sani e di quelli celiaci. La correlazione tra queste due scoperte era molto significativa e suggeriva che il rilascio contemporaneo di queste molecole, entrambi importanti componenti del sistema immunitario innato, negli individui con NCWS era una reazione allo stesso stimolo. LBP è una proteina solubile di fase acuta che si lega al lipopolisaccaride (LPS) sulla superficie delle cellule batteriche e innesca rispose immunitarie facendolo interagire con recettori cellulari di riconoscimento CD14 e Toll-Like di tipo 4 (TLR4) sulla superficie dei macrofagi e neutrofili e altre cellule, stimolando così un'attivazione immunitaria continua. Il recettore solubile CD14, individuato nella circolazione generale, lega il LPS in presenza di LBP per la successiva attivazione del TLR4. Il LPS traslocato in circolazione può provocare una rapida secrezione di LBP da parte di cellule gastrointestinali ed epiteliali epatiche, così come di sCD14 da parte di monociti e macrofagi.
Anche il gruppo con NCWS ha presentato livelli molto elevati di anticorpi con core endotossico IgM (EndoCAb IgM) rilasciati per neutralizzare l'endotossina batterica in circolazione. Nel gruppo con NCWS sussisteva una correlazione tra i livelli molto elevati di anticorpi IgG e IgM e quelli di flagellina, rispetto a quella dei controlli sani. La flagellina è il costituente principale del flagello batterico (un'appendice simile a una coda scoperta sui batteri). Queste scoperte sono la prova che le componenti microbiche possono passare attraverso la barriera epiteliale e che l’attivazione immunitaria sistemica innata e adattativa rappresenta la reazione allo stimolo nei soggetti con NCWS che seguono una dieta senza restrizioni. In definitiva, il percorso di segnalazione che prosegue l'attivazione dei TLR ha come risultato il rilascio di varie citochine pre-infiammatorie in grado di avere degli effetti deleteri localizzati e/o sistemici; un modello coerente con la rapidità con cui iniziano generalmente a manifestarsi sintomi riferiti dai soggetti con NCWS.
Rapporto tra attivazione immunitaria sistemica e danno all’epitelio intestinale
I livelli serici della proteina 2 legante gli acidi grassi (FAB2), un marcatore del danno all'epitelio intestinale utile per identificare lesioni intestinali gravi, erano molto elevati nei soggetti con NCWS o affetti da celiachia, rispetto a quelli dei controlli su individui sani. Le concentrazioni di FAB2 nel gruppo NCWS sono in correlazione con i livelli di LBP, sCD14, EndoCAb IgM e Igm anti-flagellina, mentre nel gruppo CD le concentrazioni FABP2 sono correlate ai livelli di anticorpi IgA tTG. Queste scoperte dimostrano la correlazione tra i marcatori di danno epiteliale intestinale e quelli di attivazione immunitaria sistemica acuta come reazione alla traslocazione delle componenti microbiche. Nonostante l'evidenza di un danno all’epitelio intestinale e in contrasto con la celiachia, questo studio e quelli precedenti non sono però riusciti a trovare la prova dell’atrofia villosa o delle anomalie nell'architettura della mucosa a seguito di piccole biopsie intestinali su soggetti con NCWS. Una possibile spiegazione potrebbe essere che le modifiche epiteliali associate alla NCWS potrebbero essere meno percettibili di quelle osservate nella malattia celiaca; la FAB2 viene inoltre rilasciata in primo luogo da cellule epiteliali nell'intestino digiuno piuttosto che nel duodeno, suggerendo un altro potenziale luogo di danno alla mucosa nei soggetti con NCWS.
Risposta alla restrizione dietetica
In 20 dei soggetti con NCWS sono stati riscontrati livelli di marcatori sierici di attivazione immunitaria e danno epiteliale sia prima sia dopo una dieta priva di grano, segale e orzo. Tutti i soggetti hanno dichiarato un miglioramento dei sintomi alla fine del sesto mese, rispecchiatosi in una chiara riduzione dei punteggi sintomatici e accompagnato da una diminuzione degli anticorpi anti-gliadina IgG, IgA e IgM. In questi soggetti si è potuta inoltre costatare una significativa riduzione dei livelli serici di LBP, sCD14, EndoCAb IgM, anti-flagellina IgG e IgM e FAB2 al termine della dieta restrittiva. Il limite di questa parte dello studio è comunque stata la mancanza di un gruppo di controllo sano che permettesse di valutare l’impatto potenziale di una restrizione dietetica su individui non affetti da NCWS.
Conclusioni/implicazioni per la prassi clinica
I risultati di questo studio dimostrano la presenza di una correlazione tra marcatori oggettivi dell'attivazione immunitaria sistemica e marcatori sierologici di danno alle cellule epiteliali dell'intestino in individui non celiaci che presentano sensibilità a grano, segale e orzo. Questo studio non si indirizza comunque al meccanismo potenziale o ai trigger molecolari all'interno di grano, segale e orzo, responsabili per la perdita di integrità della barriera epiteliale e della conseguente traslocazione microbica. Una ricerca futura dovrà cercare di identificare tali meccanismi e valutare l'uso potenziale dei marcatori immunitari individuati per la diagnosi di NCWS e il monitoraggio della risposta a specifiche strategie di trattamento.
1 Catassi C, Elli L, Bonaz B et al. Diagnosis of non-coeliac gluten sensitivity (NCGS): the Salerno experts’ criteria. Nutrients 2015; 7: 4966-77
Nonostante il grande interesse scientifico rivolto a questa sensibilità, l'eziologia e il meccanismo dei sintomi associati sono ancora in gran parte sconosciuti e non sono neppure stati identificati i biomarcatori diagnostici. Alcuni studi suggeriscono però la presenza di giunzioni intercellulari e anomalie del sistema immunitario in un sottogruppo di individui. L’ipotesi avanzata dagli autori di questo studio è che l’eccessiva reazione degli anticorpi a quelli della gliadina propri degli individui con NCWS potrebbe essere provocata da crescenti anomalie della barriera epiteliale. La superficie dell’epitelio intestinale dell’uomo è in contatto continuo con un gran numero di microorganismi; si associa quindi un epitelio intestinale non integro con un'attivazione immunitaria sistemica che ha come risultato la traslocazione di componenti microbiche dal lume intestinale alla circolazione. Questo studio si è pertanto proposto di indagare:
- se l'attivazione immunitaria sistemica legata alla traslocazione di componenti microbiche possa essere una caratteristica della NCWS;
- se l'attivazione immunitaria sistemica sia associata a un danno dell’epitelio intestinale;
- e se questa attivazione immunitaria sistemica o il danno all'epitelio reagisca all'eliminazione di grano o altri cereali associati al glutine.
Marcatori di CD e reazione immunologica al glutine
Il ventisei per cento dei soggetti nel gruppo con NCWS era positivo al HLA DQ2/8 (in una percentuale simile a quella della popolazione generale). Da una piccola biopsia intestinale è emerso che il 60% dei soggetti del gruppo con NCWS aveva una mucosa normale e il rimanente 40% un grado Marsh 1 (aumento dei linfociti epiteliali). Tutti i soggetti affetti da celiachia erano positivi al HLA DQ2/8 e i loro risultati istologici intestinali avevano un grado Marsh 3. Nel gruppo di controllo NCWS, gli anticorpi IgG, IgA e IgM della gliadina innata erano tutti significativamente superiori paragonati a quelli dei controlli sani.
Attivazione immunitaria sistemica innata come reazione a componenti microbiche
I soggetti con NCWS avevano livelli sierici significativamente maggiori della proteina legante il lipopolisaccaride (LBP) e del componente solubile di differenziazione 14 (sCD14) rispetto a quelli dei pazienti sani e di quelli celiaci. La correlazione tra queste due scoperte era molto significativa e suggeriva che il rilascio contemporaneo di queste molecole, entrambi importanti componenti del sistema immunitario innato, negli individui con NCWS era una reazione allo stesso stimolo. LBP è una proteina solubile di fase acuta che si lega al lipopolisaccaride (LPS) sulla superficie delle cellule batteriche e innesca rispose immunitarie facendolo interagire con recettori cellulari di riconoscimento CD14 e Toll-Like di tipo 4 (TLR4) sulla superficie dei macrofagi e neutrofili e altre cellule, stimolando così un'attivazione immunitaria continua. Il recettore solubile CD14, individuato nella circolazione generale, lega il LPS in presenza di LBP per la successiva attivazione del TLR4. Il LPS traslocato in circolazione può provocare una rapida secrezione di LBP da parte di cellule gastrointestinali ed epiteliali epatiche, così come di sCD14 da parte di monociti e macrofagi.
Anche il gruppo con NCWS ha presentato livelli molto elevati di anticorpi con core endotossico IgM (EndoCAb IgM) rilasciati per neutralizzare l'endotossina batterica in circolazione. Nel gruppo con NCWS sussisteva una correlazione tra i livelli molto elevati di anticorpi IgG e IgM e quelli di flagellina, rispetto a quella dei controlli sani. La flagellina è il costituente principale del flagello batterico (un'appendice simile a una coda scoperta sui batteri). Queste scoperte sono la prova che le componenti microbiche possono passare attraverso la barriera epiteliale e che l’attivazione immunitaria sistemica innata e adattativa rappresenta la reazione allo stimolo nei soggetti con NCWS che seguono una dieta senza restrizioni. In definitiva, il percorso di segnalazione che prosegue l'attivazione dei TLR ha come risultato il rilascio di varie citochine pre-infiammatorie in grado di avere degli effetti deleteri localizzati e/o sistemici; un modello coerente con la rapidità con cui iniziano generalmente a manifestarsi sintomi riferiti dai soggetti con NCWS.
Rapporto tra attivazione immunitaria sistemica e danno all’epitelio intestinale
I livelli serici della proteina 2 legante gli acidi grassi (FAB2), un marcatore del danno all'epitelio intestinale utile per identificare lesioni intestinali gravi, erano molto elevati nei soggetti con NCWS o affetti da celiachia, rispetto a quelli dei controlli su individui sani. Le concentrazioni di FAB2 nel gruppo NCWS sono in correlazione con i livelli di LBP, sCD14, EndoCAb IgM e Igm anti-flagellina, mentre nel gruppo CD le concentrazioni FABP2 sono correlate ai livelli di anticorpi IgA tTG. Queste scoperte dimostrano la correlazione tra i marcatori di danno epiteliale intestinale e quelli di attivazione immunitaria sistemica acuta come reazione alla traslocazione delle componenti microbiche. Nonostante l'evidenza di un danno all’epitelio intestinale e in contrasto con la celiachia, questo studio e quelli precedenti non sono però riusciti a trovare la prova dell’atrofia villosa o delle anomalie nell'architettura della mucosa a seguito di piccole biopsie intestinali su soggetti con NCWS. Una possibile spiegazione potrebbe essere che le modifiche epiteliali associate alla NCWS potrebbero essere meno percettibili di quelle osservate nella malattia celiaca; la FAB2 viene inoltre rilasciata in primo luogo da cellule epiteliali nell'intestino digiuno piuttosto che nel duodeno, suggerendo un altro potenziale luogo di danno alla mucosa nei soggetti con NCWS.
Risposta alla restrizione dietetica
In 20 dei soggetti con NCWS sono stati riscontrati livelli di marcatori sierici di attivazione immunitaria e danno epiteliale sia prima sia dopo una dieta priva di grano, segale e orzo. Tutti i soggetti hanno dichiarato un miglioramento dei sintomi alla fine del sesto mese, rispecchiatosi in una chiara riduzione dei punteggi sintomatici e accompagnato da una diminuzione degli anticorpi anti-gliadina IgG, IgA e IgM. In questi soggetti si è potuta inoltre costatare una significativa riduzione dei livelli serici di LBP, sCD14, EndoCAb IgM, anti-flagellina IgG e IgM e FAB2 al termine della dieta restrittiva. Il limite di questa parte dello studio è comunque stata la mancanza di un gruppo di controllo sano che permettesse di valutare l’impatto potenziale di una restrizione dietetica su individui non affetti da NCWS.
Conclusioni/implicazioni per la prassi clinica
I risultati di questo studio dimostrano la presenza di una correlazione tra marcatori oggettivi dell'attivazione immunitaria sistemica e marcatori sierologici di danno alle cellule epiteliali dell'intestino in individui non celiaci che presentano sensibilità a grano, segale e orzo. Questo studio non si indirizza comunque al meccanismo potenziale o ai trigger molecolari all'interno di grano, segale e orzo, responsabili per la perdita di integrità della barriera epiteliale e della conseguente traslocazione microbica. Una ricerca futura dovrà cercare di identificare tali meccanismi e valutare l'uso potenziale dei marcatori immunitari individuati per la diagnosi di NCWS e il monitoraggio della risposta a specifiche strategie di trattamento.
1 Catassi C, Elli L, Bonaz B et al. Diagnosis of non-coeliac gluten sensitivity (NCGS): the Salerno experts’ criteria. Nutrients 2015; 7: 4966-77
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