3.5 CST-IV: Microbiomi Lactobacillus-Depauperati
Il microbiota CST-IV è delineato dal suo stato Lactobacillus-depauperato ed è associato alla crescita di anaerobi facoltativi e rigorosi tra cui Aerococcus, Atopobium, Corynebacterium, Dialister, Eggerthella, Finegolida, Gardnerella, Megasphaera, Mobiluncus, Peptoniphilus, Prevotella, Sneathia e Streptococcus spp. (Ferris et al, 2004, 2007; Ravel et al., 2011; Srinivasan & Fredricks, 2009; Verhelst et al., 2004; Verstraelen et al., 2009; Zhou et al., 2004, 2007). Di questi, il genere monospecifico Gardnerella (G. vaginalis) ha raccolto molta attenzione negli ultimi 60 anni da quando è stato identificato come il probabile agente causale di BV da Gardner & Dukes (1954). La comprensione del ruolo di G. vaginalis in BV è stata confusa dai risultati che questo batterio può essere isolato dalla vagina del 58%-68% delle donne che non hanno segni o sintomi di malattia (Sautter & Brown, 1980; Totten, Amsel, Hale, Piot, & Holmes, 1982) e rilevato nel 33%-50% degli sforzi di profiling del gene 16S rRNA (Ravel et al., 2011; Yeoman et al., 2010), compresi tutti i CST (Ravel et al., 2011). Almeno una parte di questa variazione può essere guidata dalla variazione del potenziale patogeno tra i ceppi di G. vaginalis. Nonostante rappresenti un’unica specie, lo screening di varie attività enzimatiche ha rivelato che esistono da 8 a 17 biotipi a seconda delle attività esaminate (Benito, Vazquez, Berron, Fenoll, & Saez-Neito, 1986; Piot et al., 1984) e che questi biotipi hanno diverse relazioni con la malattia (Briselden & Hillier, 1990). Successive analisi genomiche comparative hanno sostenuto almeno quattro gruppi distinti che sembrano geneticamente isolati (Ahmed et al., 2012). Due studi che hanno confrontato i genomi del gruppo 4 di isolati di G. vaginalis ottenuti da individui asintomatici con isolati da individui sintomatici BV hanno rivelato variazioni nel contenuto genico e nella composizione della sequenza dei geni di virulenza noti (Harwich et al., 2010; Yeoman et al., 2010). Questi includono differenze corrispondenti ad una maggiore aderenza alle cellule epiteliali, aggregazione e formazione di biofilm degli isolati BV (Harwich et al., 2010). Gli isolati ottenuti da individui BV sembrano solo in grado di degradare e utilizzare la mucina (Yeoman et al., 2010), un marcatore di virulenza potenzialmente chiave (McGregor et al., 1994; Roberton et al., 2005). Poiché il sequenziamento del gene 16S rRNA non può facilmente distinguere tra organismi potenzialmente patogeni e non patogeni di G. vaginalis o A. vaginae, tali dati devono essere usati con cautela quando si cerca di prevedere uno stato vaginale “non sano” (Gajer et al., 2012; Hyman et al., 2005; Ravel et al., 2011; Stoyancheva et al., 2014). Gajer et al. (2012) hanno dimostrato che gli individui possono esibire un microbiota vaginale CST-IV persistente senza l’insorgenza della malattia. Tuttavia, anche in assenza di segni e sintomi di malattia, non è chiaro se la CST-IV possa essere considerata uno stato “sano”. La microbiologia della CST-IV e la sua forte correlazione con i criteri di punteggio di Nugent, spesso impiegati (Nugent et al., 1991; Ravel et al., 2011), suggerisce che molti studi che descrivono una BV asintomatica, o che non misurano segni e sintomi clinici della malattia, potrebbero descrivere individui CST-IV. Gli studi che si concentrano sulla BV asintomatica hanno dimostrato che è associata a varie morbilità riproduttive e ginecologiche (Gibbs, 2007), mentre quelli che si basano interamente sui criteri di Nugent hanno confuso la linea se le morbilità associate alla BV siano legate alla sua manifestazione clinica o a uno stato di Lactobacillus-depauperato.
Da quando è stato definito nel 2011, il microbiota CST-IV è stato associato a una miriade di morbilità cliniche avverse. In una serie di studi su base molecolare, il microbiota CST-IV è stato associato all’infezione da T. vaginalis (Brotman et al., 2012), all’atrofia vulvovaginale (Brotman, Shardell, Gajer, Fadrosh, et al., 2014), all’infezione da HPV ad alto rischio (Dareng et al, 2015), un lento tasso di remissione dell’HPV (Brotman, Shardell, Gajer, Tracy, et al., 2014) e un aumento della gravità di CIN (un precursore del cancro cervicale invasivo), indipendentemente dallo stato di HPV (Mitra et al., 2015). Le donne con microbiota CST-IV hanno riferito di concentrazioni più elevate di IL-6 nel fluido cervicale (da 2 a 2,5 volte) e una maggiore incidenza di invasione microbica della cavità amniotica, infezione intraamniotica e corioamnionite istologica (Kacerovsky et al., 2015). Le donne in postmenopausa hanno prevalentemente microbiota CST-IV (Brotman, Shardell, Gajer, Fadrosh, et al., 2014), e tra queste donne, questo CST è stato associato a segni di atrofia vulvovaginale. In particolare, le donne che sono state clinicamente diagnosticate con atrofia vulvovaginale lieve o moderata hanno 25 volte più probabilità di essere classificate come CST-IV vs L. crispatus-dominante CST (Brotman, Shardell, Gajer, Fadrosh, et al., 2014).
È nostra opinione che CST-IV rappresenta probabilmente uno stato vulnerabile che è più suscettibile alle infezioni da agenti in grado di provocare BV sintomatica, o altre malattie ginecologiche. Tuttavia, a complicare ulteriormente la questione è che CST-IV può essere ulteriormente stratificato in due sottogruppi CST-IVa e CST-IVb (Brotman, Shardell, Gajer, Fadrosh, et al., 2014; Gajer et al., 2012), che sono anche evidenti quando si utilizzano marcatori genetici microbici alternativi (Albert et al., 2015), e questi sottogruppi possono avere diverse relazioni alla malattia. Le donne con un microbiota CST-IV mostrano il più alto pH vaginale di tutti i CST (Ravel et al., 2011), ed è stato ipotizzato che, oltre alla depauperazione di Lactobacillus spp. Studi metabolomici hanno dimostrato che la CST-IV esibisce aumenti caratteristici in diversi BAs tra cui cadaverina, putrescina e agmatina rispetto alle donne con CST a dominanza di Lactobacillus (Nelson et al., 2015). Alte concentrazioni dei BAs putrescina e cadaverina, insieme alla trimetilammina sono state associate al cattivo odore caratteristico della BV (Srinivasan et al., 2015; Wolrath, Boren, Hallen, & Forsum, 2002; Yeoman et al., 2013). La maggior parte dei BA, ad eccezione di spermina e spermidina, sono prodotti attraverso specifiche reazioni di decarbossilazione degli aminoacidi e comportano il consumo di ioni idrogeno e la conseguente riduzione dell’acidità intracellulare ed extracellulare (Kanjee & Houry, 2013; Nelson et al., 2015). Sebbene le cellule ospiti siano in grado di produrre putrescina, spermina e spermidina, che svolgono ruoli nella regolazione immunitaria, nel metabolismo dei lipidi, nella stabilizzazione dell’acido nucleico e nella divisione cellulare, altri BA sono esclusivamente di origine microbica (Pegg, 2009). La produzione di putrescina, cadaverina e agmatina sono state ampiamente descritte come utilizzate da vari batteri per la resistenza allo stress acido e possono proteggere E. coli a un pH di 2,5 (Large, Walk, & Whittam, 2005). Uno screening genomico completo dei batteri vaginali più diffusi indica che la capacità di produrre BA è limitata a una manciata di specie che sono principalmente associate a CST-IV e BV. Questi includono i membri del genere Mobiluncus, compresi M. mulieris e M. curtisii, che possono produrre trimetilammina (Cruden & Galask, 2009). Queste specie di Mobiluncus sono state viste produrre trimetilammina o attraverso la riduzione dell’ossido di TMA o debolmente attraverso la riduzione della colina (Cruden & Galask, 2009). Inoltre, il parassita vaginale, T. vaginalis, ha dimostrato di codificare un’ornitina decarbossilasi, necessaria per la produzione di putrescina, spermina e spermidina (Yarlett, Goldberg, Moharrami, & Bacchi, 1993). Di conseguenza, livelli elevati di TMA e putrescina sono stati associati alla diagnosi di BV e alla tricomoniasi (Sobel, Karpas, & Lorber, 2012). Sulla base delle loro osservazioni, Nelson et al. (2015) ipotizzano che questi BA possano ridurre l’acidità vaginale e quindi diminuire la barriera primaria alla crescita dei patogeni e/o avere un impatto diretto sulla crescita del Lactobacillus spp. vaginale, favorendo i batteri associati alla CST-IV.