Ruolo del microbiota intestinale nel mediare gli effetti delle tiopurine in pazienti pediatrici affetti da malattie infiammatorie croniche intestinali

Inflammatory bowel disease (IBD) is characterized by alterations of the composition of the gut microbiota leading to a reduced diversity of bacterial species, referred as dysbiosis. In particular, Enterobacteriaceae family and Pseudomonas genus proliferate abundantly in the gut of IBD patients at the expense of other bacteria. Thiopurine drugs, such as azathioprine (AZA), mercaptopurine (MP) and thioguanine (TG), are commonly used in the maintenance of remission in IBD but, despite their proven efficacy, some patients do not respond or develop adverse reactions. As there is growing evidence of the role of bacteria in influencing the efficacy of therapies, the project aims to investigate in vitro if Escherichia coli, Salmonella enterica, Klebsiella pneumoniae (Enterobacteriaceae family) and Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas genus, Pseudomonadaceae family) interfere with cytotoxic effects of thiopurines. In this context, the thesis has demonstrated: - the role of K. pneumoniae, among the Enterobacteriaceae tested, and P. aeruginosa in reducing the cytotoxicity of MP and TG probably through internalization of these drugs, thus reducing their concentration; - the role of K. pneumoniae catabolites, and in particular of compounds secreted by the bacterial strain during its logarithmic growth, in reducing the cytotoxicity of thiopurines. This project could allow interesting information on the influence of candidate bacterial strains, representative of the mucosal gut microbiota of IBD patients, on thiopurine drugs in order to shed light on further factors of interindividual variability after treatment with these drugs and to achieve a personalized therapy.

Le malattie infiammatorie croniche intestinali (MICI) sono caratterizzate da alterazioni della composizione del microbiota intestinale, o più precisamente, da una riduzione della diversità delle specie batteriche, definita come disbiosi. In dettaglio, la famiglia delle Enterobacteriaceae ed il genere Pseudomonas proliferano maggiormente nella flora intestinale di pazienti affetti da MICI a discapito di altre specie. Le tiopurine, azatioprina (AZA), mercaptopurina (MP) e tioguanina (TG), sono farmaci comunemente usati nel mantenimento della remissione nelle MICI. Nonostante la loro comprovata efficacia, alcuni pazienti non rispondono al trattamento e/o sviluppano reazioni avverse. Date le prove crescenti del ruolo dei batteri nell’influenzare l’efficacia delle terapie, questo progetto mira ad investigare in vitro se Escherichia coli, Salmonella enterica, Klebsiella pneumoniae (famiglia delle Enterobacteriaceae) e P. aeruginosa (genere Pseudomonas, famiglia Pseudomonadaceae) medino la citotossicità delle tiopurine. In questo contesto, la tesi ha dimostrato: - il ruolo di K. pneumoniae, tra le Enterobacteriaceae testate, e di P. aeruginosa nel ridurre la citotossicità di MP e TG probabilmente attraverso l’internalizzazione di questi farmaci, riducendone quindi la concentrazione; - il ruolo dei cataboliti di K. pneumoniae, ed in particolare dei composti rilasciati dal ceppo batterico durante la sua crescita logaritmica, nel ridurre la citotossicità delle tiopurine. Questo progetto potrebbe fornire interessanti informazioni sull’influenza di ceppi batterici candidati, rappresentativi del microbiota della mucosa intestinale di pazienti affetti da MICI, sulle tiopurine al fine di fare luce su ulteriori fattori alla base della variabilità interindividuale in seguito a trattamento con questi farmaci ed ottenere una terapia personalizzata.