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Le strategie di sorveglianza basate sul sequenziamento dell’intero genoma potrebbero aiutare con l’identificazione precoce e la rilevazione di nuove forme di gonorrea resistente ai farmaci.
Incontri un nuovo partner sessuale e pochi giorni dopo noti secrezione genitale e disagio. Angosciante. Dopo l’esame e il test in una clinica per le malattie sessualmente trasmissibili, ricevi un’iniezione di antibiotici e compresse per il trattamento della gonorrea. I sintomi scompaiono. Sei rassicurato dal fatto che, entro pochi giorni, non sarà più possibile trasmettere l’infezione ad un’altra persona. Ma quanto puoi essere sicuro di essere guarito?
Oggi, un paziente trattato per la gonorrea può essere sicuro quasi al 100% di ricevere antibiotici con un tasso di guarigione quasi del 100%. Questo nonostante il fatto che dagli albori dell’era degli antibiotici, l’organismo che causa la gonorrea – una specie di batterio chiamato Neisseria gonorrhoeae – abbia sviluppato resistenza a tutti gli antibiotici usati per curarla. N. gonorrhoeae è diventata a sua volta resistente a penicilline, tetracicline, spectinomicina, flurochinoloni e un certo numero di cefalosporine di “terza generazione“.
La nostra capacità di continuare a curare la gonorrea è dovuta in gran parte ai programmi in diversi paesi che raccolgono sistematicamente dati sulla resistenza agli antibiotici nelle N gonorrhoeae: quando questi dati mostrano che la resistenza all’attuale antibiotico di prima linea è diventata diffusa, viene sostituito con un nuovo antibiotico. Tuttavia, questa situazione potrebbe non durare. Innanzitutto, non esiste un antibiotico pronto per sostituire l’attuale farmaco di prima linea, una cefalosporina di terza generazione chiamata Ceftriaxone. In secondo luogo, i programmi globali per rilevare i ceppi altamente resistenti ai farmaci prima che si diffondano più ampiamente, sono inadeguati.
L’importanza globale di questo problema non può essere sottovalutata: la gonorrea causa circa 87 milioni di infezioni all’anno e il carico della malattia è maggiore nei paesi a reddito medio e basso e nelle popolazioni svantaggiate rispetto ai paesi ad alto reddito. Le complicanze della condizione includono infertilità, scarsi risultati alla nascita, malattia infiammatoria pelvica o aumento del rischio di trasmissione dell’HIV. Un trattamento antibiotico efficace è la base delle misure per controllare la gonorrea. La natura globale del rischio è stata evidenziata dal rilevamento di infezioni altamente resistenti nei viaggiatori di ritorno da paesi che non dispongono di sistemi forti per rilevare la resistenza.
Il test di resistenza utilizzando la coltura batterica è il gold standard. Tuttavia, nonostante sia a basso costo e a bassa tecnologia, è stato difficile aumentare i sistemi basati sulla coltura in regioni con infrastrutture di laboratorio limitate. Uno dei motivi è che l’organismo muore rapidamente al di fuori del corpo, quindi deve essere coltivato al capezzale o trasportato rapidamente in un laboratorio specializzato.
Le nuove tecnologie possono superare alcuni di questi ostacoli?
Nel 2012, l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha chiesto ulteriori ricerche sulle tecnologie molecolari per la sorveglianza della resistenza antimicrobica. Le tecniche molecolari presentano alcuni vantaggi che le rendono ideali per completare i sistemi basati sulla coltura. Ad esempio, i campioni non si degradano, quindi possono essere trasportati per posta su lunghe distanze o conservati per test successivi. Tuttavia, ci sono anche degli svantaggi. Uno è il costo. I materiali di consumo e le attrezzature per colture sono poco costosi e prontamente disponibili, mentre le macchine e i reagenti molecolari sono costosi e sono spesso brevettati.
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Un altro svantaggio è che le tecniche molecolari misurano la resistenza indirettamente, mentre la coltura la misura direttamente. I sistemi di coltura esaminano la capacità dei batteri di crescere in presenza di ciascun antibiotico, a concentrazioni crescenti. Le tecniche molecolari, d’altra parte, cercano sequenze genetiche note per verificarsi in batteri resistenti agli antibiotici. Molto spesso queste sequenze sono le mutazioni genetiche che i batteri hanno sviluppato o acquisito per contrastare gli effetti del particolare antibiotico. Il test per una tale mutazione potrebbe coinvolgere una sonda genetica alla ricerca di un pezzo di codice genetico altamente specifico in un campione di un paziente o, in misura crescente, sequenziare interi genomi e quindi cercare sequenze particolari. Tuttavia, questo approccio si basa sull’avere un elenco aggiornato delle mutazioni che conferiscono resistenza. È inoltre necessario essere consapevoli dei ceppi di N. gonorrhoeae che potrebbero non essere stati rilevati dalle tecniche diagnostiche molecolari esistenti (un fenomeno noto come fuga diagnostica).
Qual’è il modo migliore per mantenere aggiornata tale libreria molecolare e per garantire che la resistenza agli antibiotici venga rilevata il prima possibile?
Analizzare ogni campione ogni volta non è fattibile in quanto sarebbe troppo costoso e richiederebbe molto tempo. Tuttavia, la resistenza agli antibiotici nella gonorrea non si verifica in modo casuale: il campionamento mirato potrebbe migliorare la scoperta di nuove resistenze e quale sarebbe il modo più efficiente di selezionare i campioni per i test? Ora, in eLife, Yonatan Grad e colleghi di Harvard e dell’Università di Melbourne – incluso Allison Hicks come primo autore – iniziano a rispondere ad alcune di queste domande.
Il nuovo studio utilizza cinque set di dati storici di sequenze genetiche per N. gonorrea, accompagnati da quantità variabili di informazioni sul paziente, cliniche e di laboratorio, e confronta le prestazioni di diverse strategie per la selezione dei campioni da testare. I confronti hanno comportato la misurazione dell’efficacia delle diverse strategie eseguite quando presentate con dati che contenevano modelli noti di resistenza.
Alcune di queste strategie sembrano abbastanza intuitive e si basavano sulle caratteristiche epidemiologiche del paziente. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che alcuni campionamenti mirati, in particolare dei viaggiatori rimpatriati, aiutano a identificare mutanti resistenti: nel complesso, però, questa strategia non era così affidabile. Altre strategie intuitive erano basate sulla resistenza ad altri antibiotici. Un diverso tipo di strategia ha utilizzato la sequenza genetica registrata dei batteri, in particolare misure di diversità e correlazione dei ceppi di differenza. Le strategie generali guidate dalla genomica erano significativamente più efficienti nell’identificare le varianti genetiche associate alla resistenza e alla fuga diagnostica.
Fonte: eLifesciences
