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Escherichia coli sono batteri che molte persone associano a intossicazione alimentare lieve, ma alcuni tipi di E.coli possono essere fatali.
I microbiologi della UNSW Science hanno studiato un ceppo di E. coli che causa una grave infezione intestinale negli esseri umani: E. coli enteroemorragico (EHEC). I loro risultati sono stati pubblicati questa settimana sulla rivista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
L’EHEC è un agente patogeno di origine alimentare che rilascia tossine Shiga durante l’infezione, con conseguenti danni renali e neurologici.
Il Dottor Jai Tree, autore senior dello studio, ha affermato che la scoperta di un nuovo percorso molecolare che controlla la produzione di tossina Shiga è stata importante perché non esiste un trattamento disponibile in commercio per le infezioni EHEC.
“Il trattamento antibiotico di queste infezioni è generalmente sconsigliato perché gli antibiotici stimolano la produzione della tossina Shiga, determinando un aumento del rischio di insufficienza renale, danni neurologici e morte. Il nuovo percorso che abbiamo trovato riduce la produzione di tossine e non dovrebbe essere stimolato dal trattamento antibiotico. Quindi, i nostri risultati identificano un potenziale nuovo obiettivo per lo sviluppo di farmaci in grado di sopprimere la produzione di tossina Shiga durante l’infezione da EHEC. Tuttavia, siamo ancora all’inizio e dobbiamo condurre molte più ricerche per capire se i nostri risultati si applicano a un’ampia gamma di isolati EHEC clinici e ad entrambi i tipi di tossine Shiga prodotte da isolati EHEC umani “, dice il Dr Jai Tree, autore senior dello studio.
Come iniziano le infezioni da EHEC
Ci sono diversi modi in cui le persone possono essere infettate da EHEC.
“L’EHEC si trova principalmente nelle feci di mucche e pecore e le persone possono essere infettate attraverso il contatto con animali da allevamento e le loro feci, o tramite infezione da persona a persona se le persone entrano in contatto con piccole quantità di feci da una persona malata – per esempio, direttamente o indirettamente toccando superfici contaminate “, ha aggiunto Tree.
“Questo ceppo di E. coli può anche diffondersi ingerendo i batteri mangiando carne macinata poco cotta (ad esempio, negli hamburger), mangiando prodotti freschi contaminati come verdure da insalata o bevendo acqua contaminata o latte non pastorizzato. I bambini sotto i cinque anni e le persone anziane sono maggiormente a rischio di sviluppare un’infezione da EHEC”.
Focolai di EHEC meno comuni, ma mortali
Il Dottor Tree ha spiegato che la prevalenza di EHEC è bassa rispetto ad altri agenti patogeni di origine alimentare, ma la malattia che causa potrebbe essere molto grave o addirittura fatale. EHEC è un tipo di STEC ( Escherichia coli produttore della tossina Shiga ).
“Le epidemie da EHEC si verificano sporadicamente in Australia e in tutto il mondo. L’epidemia più significativa si è verificata nel sud dell’Australia nel 1995 ed è stata causata da mettwurst contaminato, una salsiccia fermentata semi-secca a base di carne di maiale macinata cruda conservata mediante stagionatura e affumicatura”, ha detto Tree.
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In quell’epidemia, 143 persone sono state infettate, 23 delle quali hanno subito danni renali e neurologici. Molti di questi casi gravi si sono verificati in neonati che hanno subito danni permanenti ai reni e in seguito hanno richiesto trapianti di rene. Una bambina di quattro anni ha subito più ictus ed è morta tre giorni dopo il ricovero in Ospedale. Questo episodio ha innescato un’importante indagine sulla sicurezza alimentare e le epidemie dal 1995 sono state ridotte anche se a livello globale l’ E. Coli produttore della tossina Shiga è ancora una delle principali preoccupazioni per la sicurezza alimentare dopo una grande epidemia in Germania nel 2011.
“Il ceppo in Germania si è diffuso principalmente attraverso il consumo di germogli contaminati e, in molti casi, da stretto contatto con una persona infetta“, ha detto Tree. “Durante questa epidemia più di 4000 persone sono state infettate e 50 persone sono morte“.
Nuovo percorso ‘nascosto in bella vista’
La ricerca UNSW è stata la prima scoperta di un nuovo percorso che controlla le tossine Shiga in quasi 20 anni.
“Nel 2001, i ricercatori delle Università di Tufts e di Harvard hanno mostrato per la prima volta come la produzione della tossina Shiga fosse controllata da un batteriofago, all’interno del genoma. Questo è stato l’unico percorso noto che controlla la produzione della tossina Shiga per quasi due decenni”, ha detto Tree. “Abbiamo esteso il lavoro per mostrare un nuovo meccanismo di controllo delle tossine che è, sorprendentemente, sepolto all’inizio della sequenza di DNA che codifica per l’RNA messaggero della tossina Shiga, una copia funzionante del gene. Abbiamo scoperto che un pezzo molto breve dell’RNA messaggero della tossina viene trasformato in un RNA non codificante che silenzia la tossina e promuove la crescita dell’agente patogeno“.
Questi risultati sono stati una sorpresa perché i geni della tossina Shiga sono stati ben studiati, con quasi 7000 studi pubblicati negli ultimi 40 anni.
“Solo di recente siamo stati in grado di utilizzare i progressi nella tecnologia di sequenziamento dell’RNA per rilevare la presenza del nuovo RNA non codificante incorporato nell’RNA messaggero della tossina Shiga“, ha aggiunto Tree. “Questo nuovo RNA non codificante era nascosto in bella vista da quasi 20 anni“.
Implicazioni per il trattamento delle infezioni da EHEC
I risultati di questo studio hanno aperto la strada a nuove possibilità per il trattamento delle infezioni da EHEC. I pazienti ricevono in gran parte cure di supporto per gestire i sintomi della malattia e per ridurre gli effetti della tossina sui reni.
Questo lavoro mostra che nuove terapie a base di RNA possono inibire la produzione di tossine Shiga durante un’infezione da EHEC, ampliando le opzioni di intervento e potenzialmente consentendo l’uso di antibiotici che attualmente non sono raccomandati perché stimolano produzione della tossina.
“Nuovi trattamenti potrebbero quindi ridurre il rischio di danni ai reni, complicazioni neurologiche e morte. Non vediamo l’ora di testare questi nuovi interventi nella prossima fase della nostra ricerca“, conclude Tree.
