Streptococcus agalactiae (Streptococcus di gruppo B, GBS) è un patobionte batterico Gram-positivo che colonizza diversi siti polimicrobici, inclusi il tratto gastrointestinale e quello vaginale. Mentre la colonizzazione vaginale è tipicamente asintomatica, durante la gravidanza il GBS può risalire dal tratto vaginale fino all'utero e attraversare membrane integre, causando infezione del liquido amniotico e della placenta. Pertanto, rappresenta un fattore di rischio primario per esiti avversi della gravidanza, infezioni fetali e malattie neonatali1,2. Essendo una delle principali cause di infezione invasiva nei neonati, è fondamentale caratterizzare i fattori che influenzano il rischio di trasmissione e infezione. La profilassi antibiotica intraparto può ridurre la trasmissione verticale e la malattia da GBS a insorgenza precoce nei neonati3,4; tuttavia, è stata associata a un aumento dei tassi di resistenza agli antibiotici e a potenziali effetti a lungo termine legati all'amministrazione prenatale o nell'infanzia precoce5,6,7,8. Tali fattori rendono necessario lo sviluppo di interventi preventivi e terapeutici più mirati.
Evidenze emergenti hanno dimostrato che la composizione del microbioma e le interazioni polimicrobiche influenzano l'omeostasi e la probabilità di sviluppare malattie9. Il predominio di GBS nel microbioma vaginale umano è stato associato a una riduzione dell'abbondanza di Lactobacillus, e sono state osservate interazioni specifiche a livello di specie e di ceppo che possono avere effetti diversi sulla colonizzazione in vitro e in vivo10,11. In precedenza, il nostro gruppo di ricerca ha sviluppato un modello murino di colonizzazione vaginale da GBS per studiare i correlati dell'ospite e batterici dell'idoneità del GBS12. Questo approccio prevede il trattamento dei topi con una singola dose di 17β-estradiolo, seguito dall'inoculazione intravaginale con GBS il giorno successivo. Questo modello è stato utilizzato per caratterizzare l'importanza delle proteine di superficie del GBS, delle reti di segnalazione regolatorie e della secrezione di tossine nel mantenimento della colonizzazione e nell'invasione dei tessuti del tratto genitale femminile. Inoltre, abbiamo scoperto che il GBS mostra interazioni complesse con altri batteri nel tratto vaginale, inclusi Akkermansia muciniphila e Enterococcus faecalis13,14,15, dimostrando come lo stile di vita e la persistenza del GBS siano influenzati dalla presenza di microrganismi vicini.
Sebbene questo modello esistente sia stato adattato per lo studio delle interazioni interbatteriche, sono state necessarie ulteriori modifiche per studiare altri microrganismi. I funghi rappresentano una componente poco studiata del microbioma vaginale e, grazie al modello qui presentato, abbiamo cercato di sviluppare uno strumento per analizzare la colonizzazione fungina insieme alle interazioni fungo-batteriche in vivo. Il fungo più comunemente isolato dal tratto vaginale umano è Candida albicans, che colonizza oltre il 70% degli individui16. C. albicans è polimorfo e può subire morfogenesi, passando tra forme lievitate e forme filamentose. La filamentazione è associata a un repertorio distinto di espressione genica17,18. Alcuni di questi geni specifici per l'ifa sono stati recentemente segnalati come responsabili di un vantaggio in termini di fitness nel contesto della colonizzazione polimicrobica19,20,21.
Diversi studi hanno riportato l'isolamento concomitante di C. albicans e GBS in tamponi vaginali umani, e il nostro gruppo di ricerca ha recentemente scoperto che gli individui colonizzati da C. albicans presentano tassi significativamente più elevati di colonizzazione da GBS22. Abbiamo sviluppato un in vivo sistema per lo studio delle interazioni tripartite tra funghi commensali, batteri e l'ospite. Gli studi sui funghi nei topi convenzionali richiedono tipicamente un trattamento antibiotico per superare la resistenza alla colonizzazione mediata dai batteri e stabilire una colonizzazione persistente23. Per ottenere questo senza compromettere la capacità di GBS di colonizzare, trattiamo i topi con un cocktail antibiotico e li inoculiamo con C. albicans, e dopo che il colonizzazione è stabilita, rimuoviamo l'esposizione all'antibiotico per consentire al GBS di colonizzare successivamente. Questo è stato ottimizzato in modo che entrambi C. albicans e GBS colonizzano il tratto vaginale con cariche simili e su tempistiche analoghe, permettendo interazioni dirette all'interno del tratto vaginale. Questo protocollo descrive un metodo per pretrattare i topi con antibiotici, somministrare 17β-estradiolo, stabilire la colonizzazione sia da funghi che da batteri e raccogliere campioni di lavaggio e di tessuto per analisi successive.