Lactobacilli are among the bacterial groups most extensively investigated for their contribution to mucosal homeostasis and immune regulation. Although the beneficial effects associated with probiotics have traditionally been attributed to viable microorganisms, accumulating evidence has demonstrated that non-viable bacterial components can also exert significant biological activities. Among these components, Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs) can interact with the host immune system independently of bacterial viability. This review examines the major lactobacilli-derived MAMPs and the molecular mechanisms through which they influence innate and adaptive immune responses. The best-characterized lactobacilli-derived MAMPs include peptidoglycan (PGN), lipoteichoic acid (LTA), and exopolysaccharides (EPSs). These molecules are recognized by host Pattern Recognition Receptors (PRRs), particularly Toll-Like Receptors (TLRs) and NOD-Like Receptors (NLRs). Following receptor engagement, several intracellular signaling pathways are activated, including NF-κB, MAPK, PI3K-Akt, and JAK/STAT pathways, leading to the regulation of cytokine production, antigen presentation, and immune-cell differentiation. Available evidence indicates that the immunomodulatory activity of MAMPs depends on the biological context in which host?microbe interactions occur. Under physiological conditions, certain MAMPs promote moderate immune activation and contribute to mucosal surveillance. In inflammatory environments, the same molecules may reduce the production of pro-inflammatory mediators such as TNF-α, IL-1β, and IL-6 while enhancing regulatory pathways involving IL-10, TGF-β, and regulatory T cells (Tregs). The magnitude and direction of these responses depend on bacterial species and strain, MAMP structure, target-cell type, and host immune status. Considerable attention has been directed toward the therapeutic use of MAMP-containing postbiotic preparations. Preclinical studies have reported beneficial effects in models of inflammatory bowel diseases, respiratory infections, allergic disorders, metabolic alterations, and neuroinflammatory conditions. Compared with live probiotics, MAMP-based preparations may offer advantages related to product stability, standardization, and reduced safety concerns associated with the administration of viable microorganisms, particularly in immunocompromised or clinically vulnerable individuals. Several challenges still limit the translation of these findings into clinical practice. Structural heterogeneity among MAMPs, strain-dependent biological activities, and the lack of universally accepted characterization procedures continue to complicate their development as therapeutic agents. Nevertheless, current evidence indicates that lactobacilli-derived MAMPs constitute a biologically active class of molecules with potential applications in the regulation of immune responses and the maintenance of host?microbiota homeostasis.
I lattobacilli costituiscono uno dei gruppi batterici maggiormente studiati per il loro contributo al mantenimento dell’omeostasi mucosale e alla regolazione delle risposte immunitarie. Sebbene gli effetti benefici associati ai probiotici siano stati tradizionalmente attribuiti ai microrganismi vitali, numerose evidenze hanno dimostrato che anche componenti batterici non vitali possono esercitare attività biologiche significative. Tra questi, i Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs) rappresentano molecole batteriche in grado di interagire con il sistema immunitario dell’ospite indipendentemente dalla vitalità cellulare. La review analizza il ruolo dei principali MAMPs prodotti dai lattobacilli e i meccanismi molecolari attraverso cui tali componenti influenzano l’immunità innata e adattativa. Tra i MAMPs maggiormente caratterizzati figurano il peptidoglicano (PGN), gli acidi lipoteicoici (LTA) e gli esopolisaccaridi (EPS). Queste molecole vengono riconosciute dai Pattern Recognition Receptors (PRRs) dell’ospite, in particolare dai Toll-Like Receptors (TLRs) e dai NOD-Like Receptors (NLRs). L’attivazione di tali recettori induce diverse vie di segnalazione intracellulari, tra cui NF-κB, MAPK, PI3K-Akt e JAK/STAT, che regolano la produzione di citochine, la presentazione dell’antigene e il differenziamento delle cellule immunitarie. Le evidenze disponibili indicano che gli effetti immunomodulatori dei MAMPs dipendono dal contesto biologico in cui avviene l’interazione con l’ospite. In condizioni fisiologiche, alcuni MAMPs favoriscono una moderata attivazione della risposta immunitaria, contribuendo al mantenimento della sorveglianza mucosale. In presenza di infiammazione, gli stessi componenti possono ridurre la produzione di mediatori pro-infiammatori quali TNF-α, IL-1β e IL-6 e promuovere la sintesi di citochine regolatorie come IL-10 e TGF-β, favorendo l’espansione delle cellule T regolatorie (Treg). L’entità e la direzione della risposta dipendono dalla specie e dal ceppo batterico, dalla struttura del MAMP, dal tipo cellulare coinvolto e dallo stato immunologico dell’ospite.
Particolare attenzione è stata rivolta alle possibili applicazioni terapeutiche dei MAMPs nell’ambito dei postbiotici. Studi preclinici hanno descritto effetti favorevoli in modelli di malattie infiammatorie intestinali, infezioni respiratorie, allergie, alterazioni metaboliche e condizioni neuroinfiammatorie. Rispetto ai probiotici vivi, i MAMPs offrono potenziali vantaggi legati alla maggiore stabilità delle preparazioni, alla migliore standardizzazione dei prodotti e alla riduzione dei rischi associati alla somministrazione di microrganismi vitali in soggetti fragili o immunocompromessi. Permangono tuttavia alcune limitazioni che ne rallentano l’applicazione clinica. La marcata eterogeneità strutturale dei MAMPs, la dipendenza ceppo-specifica degli effetti biologici e l’assenza di procedure universalmente accettate per la caratterizzazione di tali molecole rendono necessarie ulteriori attività di ricerca. Nel complesso, i dati disponibili indicano che i MAMPs derivati dai lattobacilli rappresentano una classe di molecole con rilevante interesse biologico e potenziale applicativo nel controllo delle risposte immunitarie e nel mantenimento dell’equilibrio tra ospite e microbiota.