Microbiota endometriale: ruolo nel fallimento di impianto embrionale in cicli PMA

Il microbiota endometriale è la popolazione di microrganismi che colonizza la mucosa endometriale, tessuto che ricopre la parete interna della cavità uterina, la cui parte più superficiale va incontro periodicamente a quelle modificazioni desquamative che sono proprie del ciclo mestruale. Sono parte del microbiota la totalità dei microrganismi presenti: batteri, funghi, archeobatteri, protozoi e virus che metaforicamente rappresentano uno scatto fotografico che immortala la popolazione residente in uno spazio limitato, a un istante scelto arbitrariamente. I microrganismi del microbiota, in maniera fisiologica, o talvolta patologica, vivono in simbiosi con il corpo umano [1]. L’utero rappresenta quindi una nicchia microbiologica al cui interno esiste un ambiente complesso dominato da Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria e Actinobacteria, il cui particolare equilibrio è benefico per il mantenimento di un microambiente salutare [2]. Di contro, una composizione microbica alterata può avere un’implicazione negativa per lo sviluppo di patologie ginecologiche e nel fallimento del desiderio riproduttivo [3].

Per molti decenni si è pensato che l’utero fosse un ambiente sterile, pur essendo contiguo alla vagina, organo ricco di flora batterica; si pensava che fosse il muco cervicale a mantenere la sterilità uterina. Solo di recente questo dogma è stato messo in discussione. La teoria principale è quella dell’ascensione microbica dalla vagina. Sebbene sia nota l’esistenza di una sorta di tappo cervicale (muco denso ostruente) che protegge l’ambiente uterino dai tentativi di invasione, durante il rapporto sessuale alcuni spermatozoi sono in grado di salire all’interno dell’utero attraverso piccoli canali formatisi nel contesto del muco [4]. Inoltre, altri studi hanno mostrato prove dell’esistenza di una pompa uterina che sposta particelle dalla vagina al canale cervicale e infine nel fondo uterino entro 15 minuti dal rapporto [5]. Altri metodi possibili di diffusione batterica includono la loro migrazione ematogena e il passaggio transmembrana dall’intestino alla cavità peritoneale con ascensione retrograda dei batteri attraverso le tube di Falloppio. Le cellule dendritiche e i leucociti trasportano anch’esse i batteri presenti nell’intestino e possono diffonderli per via ematogena in altri distretti, e infine nell’endometrio [6].

L’avvento di tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (NGS) ha permesso di studiare le sequenze di RNA ribosomiale (rRNA)16S, comunemente usate nello studio dei procarioti, e ha consentito una valutazione globale della composizione batterica endometriale, permettendo l’identificazione dell’intera gamma di batteri presenti nella nicchia uterina. Negli studi su donne sane, i phyla più consistenti sono stati Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria e Actinobacteria, e i generi più comunemente riscontrati sono stati Lactobacillus e Streptococcus [7]. Nelle donne affette da patologie ginecologiche, quali endometrite cronica (infiammazione asintomatica della mucosa uterina) oppure da endometriosi (patologia infiammatoria cronica provocata dalla presenza di cellule endometriali in sede ectopica) diversi studi hanno mostrato la presenza di microrganismi insoliti quali: Phyllobacterium e Sphingomonas nell’endometrite, Gardnerella, alfa Streptococcus, Enterococchi ed Escherichia coli nell’endometriosi[8-10].

Allo stato attuale, l’idea di un microbiota autoctono, ottimale, salutare per l’organo uterino, stabile nel tempo, soffre di notevoli limitazioni:

• il microbiota uterino studiato in soggetti sani varia notevolmente, con poca coerenza tra i ceppi riscontrati;
• le popolazioni rilevate possono essere transitorie, frutto di una invasione occasionale;
• non è chiaro se il microbiota uterino cambi nel tempo o durante il ciclo mestruale.

Tuttavia, dato l’impatto significativo della menopausa sul microbioma vaginale è importante considerare il ruolo delle fluttuazioni ormonali e delle terapie soprattutto steroidee sul microbiota uterino durante le varie fasi della vita di una donna [11] e in particolare nelle donne in cerca di prole, nelle infertili e in quelle poliabortive.

Nelle donne infertili sottoposte a IVF si è riscontrato un microbiota endometriale disbiotico con notevole carenza di Lactobacilli [12] ed è stata riportata anche la presenza di alcuni ceppi batterici in grado di ridurre la probabilità di impianto dell’embrione [13], ciò può avere un ruolo nei meccanismi di contatto embrione-endometrio, adesione e annidamento. Tale alterazione del microbiota endometriale potrebbe imputarsi al programma terapeutico della tecnica di riproduzione assistita; infatti sia l’induzione della superovulazione in fase proliferativa, prima del prelievo ovocitario, sia il supporto della fase luteale dopo il transfer con progesterone esogeno amplificano significativamente i livelli degli ormoni steroidei ovarici rispetto al ciclo naturale, portando la quota circolante ben oltre i livelli fisiologici.

Quindi sembra probabile che il progressivo e repentino aumento soprafisiologico dei livelli sierici di 17 beta estradiolo (E2) durante la stimolazione ovarica controllata (COS), così come l’aumento iatrogeno della concentrazione di progesterone (P) derivante dalla sua integrazione in fase luteale, inducano cambiamenti significativi nel microbiota endometriale, in quel periodo particolare denominato “finestra d’impianto” dove la proporzione relativa di Lactobacillus a livello endometriale è fortemente diminuita con un contemporaneo aumento di batteri patogeni, come Atopobium, Escherichia coli, Shigella e Prevotella creando una instabilità ambientale capace di influenzare negativamente la ricettività endometriale [14].

Altri effetti avversi associati al COS sull’ambiente endometriale sono mediati da un gran numero di geni e prodotti genici espressi in modo differenziale durante la fase ricettiva del ciclo mestruale [15]. Molti geni correlati alla ricettività endometriale sono regolati da ormoni [16], e quindi il COS disregolando l’espressione genica può inficiare secondo quest’altra via l’impianto embrionale, rispetto ai cicli naturali senza stimolazione ormonale.

Capire che cosa succede al momento dell’impianto dell’embrione è stato oggetto di innumerevoli studi che hanno visto coinvolti ricercatori delle più diverse branche: tra cui la medicina materno-fetale, la microbiologia, la genetica, l’endocrinologia riproduttiva e l’immunologia, tutti hanno concentrato l’attenzione nel momento in cui l’embrione interagisce con l’endometrio materno. Per il successo dell’impianto è necessaria una relazione perfetta tra utero ed embrione, mediata da un’interazione strettamente controllata tra embrione ed endometrio, non perturbata da fattori esterni.

Le teorie attuali suggeriscono che il microbiota alterato possa innescare una risposta infiammatoria dell’endometrio che influisce sul successo dell’impianto embrionale, poiché i mediatori dell’infiammazione sono strettamente regolati durante l’adesione della blastocisti alla parete mucosale dell’endometrio [17].

Ci sono prove crescenti in letteratura che evidenziano migliori risultati in termini di gravidanza quando nei cicli di fecondazione in vitro si adotta la politica del “freeze all”, cioè la crioconservazione dell’intera coorte di embrioni e il successivo trasferimento in un ciclo con endometrio più fisiologico [18].

La caratterizzazione del microbiota endometriale “residente” apre nuove prospettive di studio sugli interferenti del binding embrione-endometrio e sul successo riproduttivo, a tal fine sono necessari ancora ampi studi che coinvolgano le molte branche della scienza bio-medica.

L’attenzione all’ambiente vaginale, ma soprattutto a quello endouterino, determinerà una migliore valutazione del quadro clinico femminile permettendo di eliminare eventuali noxe patogene in grado di ostacolare l’instaurarsi di una gravidanza.