Milioni di persone affette da sindrome da stanchezza cronica (CFS), una condizione debilitante spesso trascurata a causa della mancanza di strumenti diagnostici, potrebbero essere più vicine a cure personalizzate, secondo una nuova ricerca che mostra come la malattia interrompa le interazioni tra microbioma, sistema immunitario e metabolismo. La CFS è caratterizzata da sintomi gravi che compromettono significativamente le attività fisiche e mentali, tra cui affaticamento persistente, disturbi del sonno, vertigini e dolore cronico. Gli esperti spesso paragonano la CFS al COVID-19, poiché entrambe le condizioni sono spesso conseguenti a infezioni virali, come il virus di Epstein-Barr. Negli Stati Uniti, la CFS colpisce tra 836.000 e 3,3 milioni di individui (molti non diagnosticati) e costa all’economia tra 18 e 51 miliardi di dollari all’anno a causa delle spese sanitarie e della perdita di produttività, secondo i Centers for Disease Control and Prevention.
Studi precedenti hanno rilevato alterazioni del sistema immunitario nella ME/CFS. Questa nuova ricerca si basa su questi risultati, indagando l’interazione tra il microbioma intestinale, i suoi metaboliti e le risposte immunitarie. Il team ha collegato queste connessioni a 12 classi di sintomi riferiti dai pazienti, aggregati da centinaia di dati generati da sondaggi sulla salute e sullo stile di vita dei pazienti. Questi includono disturbi del sonno, mal di testa, affaticamento, vertigini e altri sintomi che i ricercatori hanno mappato nella loro interezza, dalle alterazioni del microbioma ai metaboliti, alle risposte immunitarie e ai sintomi clinici. I risultati provengono da dati relativi a 249 individui analizzati utilizzando una nuova piattaforma di intelligenza artificiale (IA) che identifica biomarcatori di malattia da feci, sangue e altri esami di laboratorio di routine.
Per condurre lo studio, i ricercatori hanno analizzato dati completi raccolti dal Bateman Horne Center, un importante centro di ricerca su CFS, Long-Covid e fibromialgia a Salt Lake City, nello Utah. Gli scienziati hanno sviluppato un modello di rete neurale profonda chiamato BioMapAI. Lo strumento integra metagenomica intestinale, metabolomica plasmatica, profili delle cellule immunitarie, dati degli esami del sangue e sintomi clinici di 153 pazienti e 96 individui sani nell’arco di quattro anni. L’analisi delle cellule immunitarie si è dimostrata la più accurata nel predire la gravità dei sintomi, mentre i dati del microbioma hanno predetto meglio i disturbi gastrointestinali, emotivi e del sonno. Il modello ha collegato migliaia di dati dei pazienti, ricostruendo sintomi come dolore e problemi gastrointestinali, tra molti altri.
Ha inoltre rivelato che i pazienti malati da meno di quattro anni presentavano meno reti interrotte rispetto a quelli malati da più di dieci anni. Lo studio ha incluso 96 controlli sani abbinati per età e sesso, mostrando interazioni bilanciate tra microbioma, metaboliti e sistema immunitario, in contrasto con le significative interruzioni nei pazienti con CFS legate ad affaticamento, dolore, problemi di regolazione emotiva e disturbi del sonno. I pazienti con CFS presentavano anche livelli più bassi di butirrato, un acido a catena corta, insieme ad altri nutrienti essenziali per il metabolismo, il controllo dell’infiammazione e l’energia cellulare. I pazienti con livelli elevati di triptofano, benzoato e altri marcatori indicavano uno squilibrio microbico. Sono state osservate anche risposte infiammatorie intensificate, in particolare a carico delle cellule MAIT sensibili alla salute del microbiota intestinale.
Le cellule MAIT collegano la salute intestinale a funzioni immunitarie più ampie e la loro interruzione, insieme alle vie del butirrato e del triptofano (normalmente antinfiammatorie), suggerisce un profondo squilibrio. Sebbene i risultati richiedano ulteriore convalida, fanno progredire significativamente la comprensione della CFS da parte degli scienziati e forniscono ipotesi più chiare per la ricerca futura. Inoltre, poiché i modelli animali non possono riflettere appieno le complesse alterazioni neurologiche, fisiologiche, immunitarie e di altri sistemi osservate nella CFS, sarà fondamentale studiare direttamente gli esseri umani per identificare fattori modificabili e sviluppare trattamenti mirati. Gli scienziati sanno che il microbioma e il metaboloma sono dinamici. Ciò significa che potrebbe essere possibile intervenire – attraverso la dieta, lo stile di vita o terapie mirate – in modi che i soli dati genomici non possono offrire.
BioMapAI ha anche raggiunto un’accuratezza di circa l’80% nei set di dati esterni, confermando i biomarcatori chiave identificati nel gruppo originale. Questa coerenza tra i diversi dati è stata sorprendente, hanno affermato gli autori. I ricercatori intendono condividere ampiamente il loro set di dati con BioMapAI, che supporta analisi su diversi sintomi e malattie, integrando efficacemente dati multi-omici difficili da replicare nei modelli animali. L’obiettivo dichiarato dei ricercatori è costruire una mappa dettagliata di come il sistema immunitario interagisce con i batteri intestinali e le sostanze chimiche che producono. Collegando questi punti possiamo iniziare a capire cosa sta causando la malattia e aprire la strada a una medicina veramente precisa, che per molto tempo è stata fuori portata.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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