Dieta bogată în fibre ajută la protejarea împotriva infecției cu Clostridioides difficile

Infecția cu Clostridioides difficile reprezintă una dintre cele mai grave amenințări din spitale, fiind principala cauză de infecții digestive dobândite în unitățile medicale. De obicei, microbimul intestinal protejează eficient împotriva colonizării cu acest patogen. Totuși, utilizarea antibioticelor perturbă echilibrul florei intestinale, facilitând proliferarea C. difficile și producerea de toxine care afectează sever epiteliul colonic, provocând inflamație și simptome clinice variind de la diaree ușoară până la colită pseudomembranoasă severă.
Deși răspunsurile imune înnăscute sunt esențiale pentru limitarea daunelor în faza acută a infecției, acest nou studiu aduce o perspectivă inovatoare: dieta bogată în fibre și metabolitul rezultat din fermentarea acestora, acetatul, reglează expresia moleculei MHC-II la nivelul celulelor epiteliale intestinale. Această reglare reduce inflamația excesivă și protejează împotriva infecției cu C. difficile.

Până acum, cercetările s-au concentrat pe modul în care flora intestinală protejează împotriva C. difficile, prin competiția pentru nutrienți, producția de bacteriocine și generarea de acizi grași cu lanț scurt (SCFA), printre care și acetatul. Dieta are un impact direct asupra microbiomului și asupra metaboliților produși de acesta. Alimentele bogate în fibre, precum cerealele, fructele și legumele, sunt fermentate de bacterii, ducând la formarea de SCFA care contribuie la menținerea sănătății intestinale și la stimularea răspunsurilor imune protective.

Prin contrast, o dietă săracă în fibre destabilizează ecosistemul microbian intestinal, afectând negativ integritatea barierei epiteliale și crescând susceptibilitatea la infecții.

Despre studiu

Un studiu experimental publicat în Cell Host & Microbe a folosit modele murine pentru a explora relația dintre conținutul de fibre din dietă, expresia MHC-II la nivelul epiteliului intestinal și severitatea infecției cu Clostridioides difficile. Cercetătorii au comparat trei regimuri alimentare:

• Dietă standard (DS),
• Dietă săracă în fibre (DSF),
• Dietă bogată în fibre (DBF, cu 10% inulină).

După tratament cu antibiotice și inoculare cu C. difficile, s-au observat diferențe clare:

• DSF a agravat severitatea infecției, prelungind perioada de recuperare, crescând încărcătura bacteriană și accentuând inflamația intestinală.
• DBF a atenuat simptomele și a accelerat vindecarea, cu o reducere a colonizării bacteriene și o protecție mai bună a barierei epiteliale.

Analizele histologice au confirmat aceste observații: DSF a fost asociată cu distrugerea severă a epiteliului intestinal, scurtarea colonului și infiltrarea crescută a neutrofilelor. În schimb, DBF a redus semnificativ aceste semne de inflamație și leziune tisulară.

Un aspect central al studiului a fost examinarea expresiei MHC-II pe celulele epiteliale intestinale:

• DSF a indus o supramodulare a expresiei MHC-II, activând celule T CD4+ intraepiteliale producătoare de interferon gamma (IFN-γ), care au amplificat inflamația.
• DBF, în schimb, a redus expresia MHC-II, sugerând un mecanism protector împotriva inflamației excesive.

Rezultate

Rolul central al MHC-II și celulelor T CD4+ intraepiteliale

Expresia crescută a moleculei MHC-II în epiteliul colonic a fost asociată cu o creștere a celulelor T CD4+ intraepiteliale producătoare de IFN-γ, cunoscut pentru rolul său inflamator. Această activare exacerbată a fost mai pronunțată la șoarecii hrăniți cu DSF, ceea ce a dus la o agravare a infecției.

În modelele experimentale în care gena MHC-II a fost inactivată specific la nivelul celulelor epiteliale intestinale, severitatea infecției a fost mult redusă, chiar și sub regim alimentar sărac în fibre. Această constatare confirmă că reglarea expresiei MHC-II la nivelul epiteliului joacă un rol esențial în determinarea severității infecției.

Acetatul, factor cheie în reglarea MHC-II

Acetatul, un metabolit derivat din fermentarea fibrelor de către microbiota intestinală, s-a dovedit a fi un regulator crucial al expresiei MHC-II:

• Suplimentarea cu acetat a redus semnificativ expresia MHC-II la nivelul epiteliului colonic.
• În același timp, acetatul a scăzut frecvența celulelor T CD4+ intraepiteliale și nivelurile de IFN-γ, favorizând astfel un mediu intestinal mai puțin inflamator.

Acest efect a fost dependent de receptorul FFAR2 exprimat pe celulele sistemului imunitar hematopoietic, în special pe celulele limfoide înnăscute de tip 3 (ILC3). Prin activarea FFAR2, acetatul a stimulat producția de interleukină-22 (IL-22), o citokină cu rol protector ce suprimă expresia MHC-II și contribuie la menținerea integrității barierei intestinale.

Validări suplimentare și relevanță umană

Rezultatele din modelele murine au fost consolidate prin observații la pacienții cu infecție activă cu Clostridioides difficile:

• S-a observat o creștere a expresiei moleculei HLA-DR (omologul uman al MHC-II) la nivelul epiteliului colonic.
• Numărul celulelor T CD4+ în epiteliu a fost de asemenea crescut și s-a corelat cu severitatea inflamației și a leziunilor tisulare.

Aceste corelații validează relevanța translatională a concluziilor studiului.

Concluzii

Acest studiu oferă dovezi solide că alimentația bogată în fibre și metabolitul său derivat, acetatul, modulează expresia MHC-II în epiteliul intestinal printr-o cale dependentă de IL-22, contribuind astfel la protecția împotriva infecției cu Clostridioides difficile. Mecanismul propus este clar:

• Fibrele alimentare stimulează producția de acetat prin fermentație bacteriană.
• Acetatul activează receptorul FFAR2 pe celulele imune hematopoietice.
• Aceasta stimulează ILC3 să producă IL-22.
• IL-22 reduce expresia MHC-II la nivelul epiteliului, limitând recrutarea patologică a celulelor T CD4+ producătoare de IFN-γ.
• Rezultatul este o protecție eficientă împotriva inflamației excesive și o vindecare mai rapidă a infecției.

Dincolo de implicațiile pentru tratamentul infecțiilor cu Clostridioides difficile, aceste descoperiri deschid noi perspective pentru dezvoltarea unor strategii de prevenție și intervenție în bolile inflamatorii intestinale. Optimizarea dietei și a sănătății microbiomului intestinal devine, astfel, un element esențial nu doar pentru menținerea homeostaziei intestinale, ci și pentru susținerea rezistenței împotriva infecțiilor severe.