Premessa: l ‘asma è spesso associata ad ansia e depressione, ma i meccanismi alla base di questa comorbidità polmone-cervello non sono ancora chiari. L’asse intestino-polmone-cervello è emerso come un potenziale mediatore chiave.

Metodi: utilizzando un modello murino di asma indotto da ovalbumina (OVA), abbiamo somministrato melatonina o butirrato di sodio tramite acqua potabile. Abbiamo studiato l’infiammazione delle vie aeree, la funzione polmonare, il comportamento ansioso e depressivo, la composizione del microbiota intestinale, il contenuto di acidi grassi a catena corta (SCFA) e la via di segnalazione MAPK/P65/NLRP3 nell’ippocampo e nelle cellule microgliali BV2. Sono stati condotti esperimenti di trapianto di microbiota fecale (FMT) e di deplezione di antibiotici per determinare la causalità.

Risultati: la melatonina e il butirrato di sodio hanno entrambi alleviato significativamente l’infiammazione delle vie aeree, migliorato la funzione polmonare e ridotto il comportamento ansioso e depressivo nei topi asmatici. La melatonina ha aumentato i livelli di butirrato nell’intestino e ha ripristinato l’equilibrio del microbiota intestinale. La FMT da donatori trattati con melatonina ha ripetuto i benefici terapeutici, mentre la deplezione del microbiota causata dagli antibiotici ha annullato l’effetto della melatonina. Meccanicamente, entrambi i trattamenti hanno inibito l’attivazione della via di segnalazione MAPK/P65/NLRP3 nelle microglia dell’ippocampo e nelle cellule BV2 stimolate da LPS.

Conclusioni: i nostri risultati mostrano che la melatonina attenua l’infiammazione delle vie aeree correlata all’asma e le comorbidità neuropsichiatriche modulando l’asse SCFA del microbiota intestinale e sopprimendo l’attivazione microgliale attraverso la via MAPK/P65/NLRP3. Questo studio evidenzia un nuovo meccanismo sistemico e una potenziale strategia terapeutica per l’asma e le sue comorbidità.