Scienziati della Harvard Medical School hanno dimostrato per la prima volta che un comune batterio della pelle, lo Staphylococcus aureus, può causare prurito agendo direttamente sulle cellule nervose. I risultati, basati sulla ricerca sui topi e sulle cellule umane, sono stati pubblicati nella rivista Cell.
La nuova ricerca aggiunge un tassello importante al puzzle di lunga data del prurito, aiuta a spiegare perché le malattie comuni della pelle come la dermatite atopica (o eczema atopico) sono spesso accompagnate da prurito persistente, in tali condizioni, l’equilibrio dei microrganismi che mantengono sana la nostra pelle viene spesso sbilanciato, consentendo allo Staphylococcus aureus di prosperare.
I ricercatori hanno detto che finora si credeva che il prurito che si manifesta nell’eczema e nella dermatite atopica derivasse da una conseguente infiammazione della pelle, ma le nuove scoperte mostrano che lo Staphylococcus aureus provoca da solo il prurito, innescando una reazione a catena molecolare che culmina nella voglia di grattarsi.
Isaac Chiu, professore associato di immunologia presso l’Istituto Blavatnik della Harvard Medical School, ha affermato:
«Abbiamo identificato un meccanismo completamente nuovo dietro il prurito, il batterio Staphylococcus aureus, si trova in quasi tutti i pazienti affetti dalla dermatite atopica cronica. Abbiamo dimostrato che il prurito può essere causato dal microbo stesso».
Gli esperimenti dello studio hanno dimostrato che lo Staphylococcus aureus rilascia una sostanza chimica che attiva una proteina sulle fibre nervose che trasmettono i segnali dalla pelle al cervello.
Il trattamento degli animali con un farmaco anticoagulante approvato dalla FDA ha bloccato con successo l’attivazione della proteina, interrompendo questa fase chiave del ciclo prurito-graffio. Il trattamento ha alleviato i sintomi e minimizzato i danni alla pelle.
I risultati potranno essere utili per la progettazione di farmaci orali e creme topiche per trattare il prurito persistente, che si verifica in varie condizioni legate a uno squilibrio del microbioma cutaneo, come la dermatite atopica, la prurigo nodularis e la psoriasi. Il grattarsi ripetuto, segno distintivo di queste condizioni, può causare danni alla pelle e amplificare l’infiammazione.
Liwen Deng microbiologo della Harvard Medical School, autore principale dello studio ha affermato:
«Il prurito può essere piuttosto debilitante nei pazienti che soffrono di malattie croniche della pelle, molti di questi pazienti portano sulla loro pelle lo stesso microbo che per la prima volta, abbiamo dimostrato che può indurre prurito».
Identificare la scintilla molecolare che accende il prurito
I ricercatori hanno esposto la pelle dei topi allo Staphylococcus aureus. Gli animali hanno sviluppato un prurito intensificato per diversi giorni, i ripetuti grattamenti hanno causato un peggioramento del danno cutaneo che si è diffuso oltre il sito di esposizione originale. I topi esposti allo Staphylococcus aureus, inoltre sono diventati ipersensibili a stimoli innocui che normalmente non causano prurito.
I topi esposti avevano maggiori probabilità rispetto ai topi non esposti di sviluppare prurito anomalo in risposta a un leggero tocco, questa risposta iperattiva, una condizione chiamata allocnesi, indica la comparsa di prurito in presenza di stimoli che normalmente non dovrebbero provocare prurito. È comune nei pazienti con condizioni croniche della pelle caratterizzate da prurito persistente, ma può verificarsi anche in persone senza patologie di base: è quella sensazione di prurito che potresti provare indossando un maglione di lana.
I ricercatori per determinare come il batterio innescasse il prurito, hanno testato diverse versioni modificate del microbo Staphylococcus aureus progettate per essere prive di elementi specifici della sua composizione molecolare, si sono concentrati su 10 enzimi noti per essere rilasciati da questo microbo al contatto con la pelle.
I ricercatori hanno eliminato uno dopo l’altro nove sospetti, dimostrando che un enzima batterico chiamato proteasi V8 era l’unico responsabile dell’inizio del prurito nei topi; anche i campioni di pelle umana di pazienti con dermatite atopica avevano più Staphylococcus aureus, e livelli di proteasi V8 più alti rispetto ai campioni di pelle sana.
Le analisi hanno mostrato che la proteasi V8 innesca il prurito attivando una proteina chiamata PAR1, che si trova sui neuroni della pelle che hanno origine nel midollo spinale e trasportano vari segnali – tatto, calore, dolore, prurito – dalla pelle al cervello.
La proteina PAR1 normalmente rimane dormiente ma, a contatto con alcuni enzimi, incluso la proteasi V8, viene attivata. La ricerca ha dimostrato che la proteasi V8 taglia un’estremità della proteina PAR1 e la risveglia. Esperimenti condotti sui topi hanno dimostrato che, una volta attivata, la proteina PAR1 avvia un segnale che il cervello percepisce come prurito. I ricercatori quando hanno ripetuto gli esperimenti in piastre di laboratorio contenenti neuroni umani, anche questi hanno risposto alla proteasi V8.
È interessante notare che, come hanno dimostrato gli esperimenti, varie cellule immunitarie implicate nelle allergie cutanee e classicamente note per causare prurito – mastociti e basofili – non hanno causato prurito dopo l’esposizione ai batteri. Né le sostanze chimiche infiammatorie chiamate interleuchine, o globuli bianchi, che si attivano durante le reazioni allergiche, e sono note per essere elevate anche nelle malattie della pelle e persino in alcuni disturbi neurologici.
Liwen Deng ha affermato:
«Quando abbiamo iniziato lo studio, non era chiaro se il prurito fosse o no il risultato dell’infiammazione. Abbiamo dimostrato che le due situazioni possono essere disgiunte, che non è indispensabile avere necessariamente un’infiammazione perché il microbo causi il prurito, ma che il prurito esacerba l’infiammazione sulla pelle».
Interrompere il ciclo prurito-grattamento
I ricercatori poiché PAR1 – la proteina attivata dallo Staphylococcus aureus – è coinvolta nella coagulazione del sangue, volevano vedere se un farmaco anticoagulante già approvato che blocca PAR1, sarebbe in grado di fermare il prurito. L’ha fatto.
I topi con irritazione pruriginosa la cui pelle è stata esposta allo Staphylococcus aureus, hanno sperimentato un rapido miglioramento quando trattati con il farmaco. Il loro desiderio di grattarsi è diminuito drasticamente, così come i danni alla pelle causati dal grattamento. Inoltre, una volta trattati con bloccanti PAR1, i topi non avvertivano più prurito anomalo in risposta a stimoli innocui.
Il bloccante PAR1 è già utilizzato negli esseri umani per prevenire la formazione di coaguli di sangue, potrebbe essere riproposto come farmaco anti-prurito. I ricercatori ad esempio, hanno osservato che il principio attivo del medicinale potrebbe diventare la base per creme topiche antiprurito.
I ricercatori nell’immediato per il lavoro futuro, hanno in programma di esplorare se altri microbi oltre allo Staphylococcus aureus possano scatenare il prurito.
Isaac Chiu ha affermato:
«Sappiamo che molti microbi, tra cui funghi, virus e batteri, sono accompagnati da prurito, ma come causano prurito non è chiaro».
Oltre a ciò, i risultati sollevano una domanda più ampia: perché un microbo dovrebbe causare prurito? Evolutivamente parlando, che cosa ci guadagna il batterio?
I ricercatori hanno detto che una possibilità è che gli agenti patogeni possano sfruttare il prurito e altri riflessi neurali a proprio vantaggio, ad esempio, ricerche precedenti hanno dimostrato che il batterio della tubercolosi attiva direttamente i neuroni vagali per provocare la tosse, il che potrebbe consentirgli di diffondersi più facilmente da un ospite all’altro.
Liwen Deng in conclusione ha affermato:
«In questo momento è una supposizione, ma il ciclo prurito-graffio potrebbe avvantaggiare i microbi e consentire la loro diffusione in siti dell’organismo distanti e in ospiti non infetti. Perché ci grattiamo e provochiamo una sensazione di prurito? Aiuta noi o aiuta il microbo? È un aspetto che potremmo approfondire in futuro».
