Care tulpini de tuberculoză sunt cele mai infecţioase?

Originea geografică comună între tulpina tuberculozei (TB) şi gazda umană ar putea amplifica riscul de infecţii sugerează un nou studiu.

Pentru unele forme de tuberculoză, şansele ca o persoană expusă să fie infectată depind de faptul dacă individul şi bacteria provin din aceaşi zonă geografică, potrivit unui nou studiu care compară modul în care diferite tulpini se deplasează prin populaţii mixte în oraşe cosmopolite.

Rezultatele cercetării, conduse de oamenii de ştiinţă de la facultatea de medicină Harvard (HMS) şi publicate la 1 august în Nature Microbiology, oferă prima dovadă concretă a unor observaţii de lungă durată care au determinat oamenii de ştiinţă să suspecteze faptul că agentul patogen, locul şi gazda umană se ciocnesc într-o interacţiune distinctă care influenţează riscul de infectare şi alimentează diferenţele de susceptibilitate la infecţie.

Cercetătorii au afirmat că studiul consolidează o ipoteză de lungă durată în domeniu, conform căreia anumite bacterii şi gazdele lor umane au evoluat probabil în paralel de-a lungul a sute sau mii de ani.

Descoperirile pot contribui, de asemenea, la elaborarea unor noi abordări de prevenire şi tratament pentru tuberculoză, un agent patogen viclean care, în fiecare an, îmbolnăveşte peste 10 milioane de persoane şi provoacă mai mult de un milion de decese în întreaga lume, potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS).

În cadrul recentei analize, considerată a fi prima comparaţie controlată a infectivităţii tulpinilor de tuberculoză în populaţii cu origini geografice mixte, cercetătorii au creat o cohortă de studiu personalizată prin combinarea dosarelor pacienţilor cu tuberculoză din New York City, Amsterdam şi Hamburg. Astfel, au obţinut suficiente date pentru a-şi alimenta modelele.

Potrivit analizei, contacţii familiali apropiaţi ai persoanelor diagnosticate cu o tulpină de tuberculoză dintr-o descendenţă restrânsă din punct de vedere geografic aveau o rată de infecţie cu 14% mai mică şi o rată de apariţie a bolii active de tuberculoză cu 45% mai mică, comparativ cu cei expuşi la o tulpină aparţinând unei descendenţe răspândite.

Studiul a arătat, de asemenea, că tulpinile cu arie geografică restrânsă sunt mult mai susceptibile de a infecta persoanele cu rădăcini în regiunea geografică de origine a bacteriei decât persoanele din afara regiunii.

Cercetătorii au constatat că şansele de infectare au scăzut cu 38% atunci când un contact este expus la un agent patogen restrâns dintr-o regiune geografică care nu se potriveşte cu originea persoanei, comparativ cu situaţia în care o persoană este expusă la un microb restrâns geografic dintr-o regiune care se potriveşte cu ţara sa de origine.

Acest lucru a fost valabil pentru persoanele care au trăit în regiunea respectivă şi pentru persoanele ai căror doi părinţi îşi pot urmări descendenţa (moştenirea genetică) în regiunea respectivă.

Această afinitate patogen-gazdă indică o evoluţie comună între oameni şi patogeni, cu anumite caracteristici biologice care îi fac mai compatibili şi alimentează riscul de infecţie, au declarat cercetătorii.

„Dimensiunea efectului este surprinzător de mare”, a declarat într-un comunicat dr. Maha Farhat, profesor de informatică biomedicală în cadrul Institutului Blavatnik al HMS.

„Acesta este un bun indicator al faptului că impactul asupra sănătăţii publice este substanţial”, a precizat acesta.

De ce contează diferenţele

Datorită utilizării în creştere a secvenţierii genetice, cercetătorii au observat că nu toate tulpinile circulante sunt create la fel.

Unele linii sunt răspândite şi sunt responsabile pentru o mare parte din tuberculoza din întreaga lume, în timp ce altele sunt răspândite doar în câteva zone restrânse.

Având în vedere natura complexă a transmiterii tuberculozei în medii cu incidenţă ridicată, în care oamenii sunt adesea expuşi mai multor tulpini, cercetătorii nu au putut compara tulpinile în condiţii similare şi au fost nevoiţi să speculeze cu privire la posibilele explicaţii pentru diferenţele dintre tulpini.

Mulţi factori cresc riscul de a contracta tuberculoza de la un contact apropiat.

Unul dintre cei mai buni predictori pentru a şti dacă o persoană îşi va infecta contactele apropiate este încărcătura bacteriană, măsurată printr-un test numit microscopie cu frotiu de spută, care arată câte bacterii poartă o persoană în sistemul respirator.

Însă noul studiu a arătat că, în cazul tulpinilor limitate din punct de vedere geografic, faptul că o persoană are sau nu strămoşi care au trăit acolo unde tulpina este frecventă a fost un factor de predicţie a riscului de infectare chiar mai mare decât încărcătura bacteriană din spută.

În cazurile analizate în cadrul studiului, acest risc al strămoşilor comuni a depăşit chiar riscul generat de diabet şi de alte boli cronice despre care s-a demonstrat anterior că fac persoanele mai susceptibile la infecţie.

Constatările se adaugă unui număr tot mai mare de dovezi privind importanţa acordării unei atenţii deosebite variaţiilor dintre diferitele linii de tuberculoză şi detaliilor privind modul în care acestea interacţionează cu diferite populaţii gazdă.

Studiile anterioare au arătat că unele grupuri genetice de tuberculoză sunt mai predispuse la dezvoltarea rezistenţei la medicamente şi că vaccinurile împotriva tuberculozei par să funcţioneze mai bine în unele locuri decât în altele.

Există, de asemenea, dovezi că anumite regimuri de tratament ar putea fi mai potrivite pentru anumite tulpini de TB decât pentru altele.

„Aceste constatări subliniază cât de important este să înţelegem ce face ca diferite tulpini de tuberculoză să se comporte atât de diferit unele de altele şi de ce unele tulpini au o afinitate atât de strânsă pentru anumite grupuri de oameni”, a precizat primul autor al studiului, Matthias Groeschel, cercetător în informatică biomedicală în laboratorul HMS şi medic rezident la Charité, un spital universitar din Berlin.

Pe lângă analiza datelor clinice, genomice şi de sănătate publică, cercetătorii au testat şi capacitatea diferitelor tulpini de tuberculoză de a infecta macrofagele umane, un tip de celulă imunitară pe care tuberculoza o deturnează pentru a provoca infecţii şi boli.

Cercetătorii au cultivat celule de la donatori din diferite regiuni. Încă o dată, liniile celulare provenite de la persoane cu ascendenţă care se potrivea cu habitatul nativ al unei tulpini restrânse de bacterii tuberculoase au fost mai sensibile la germeni decât celulele provenite de la persoane din afara zonei, reflectând rezultatele studiului lor epidemiologic.

Până în prezent, majoritatea experimentelor privind interacţiunea dintre celulele imunitare umane şi TB nu au comparat modul în care TB interacţionează cu celulele gazdelor din diferite populaţii sau locuri, au declarat cercetătorii.

Deşi acest experiment nu a fost conceput pentru a capta informaţii despre mecanismul care stă la baza afinităţii dintre populaţiile umane şi TB care împărtăşesc medii geografice, el subliniază importanţa utilizării mai multor tulpini de TB şi a celulelor din diverse populaţii pentru a informa tratamentul şi prevenirea.

De asemenea, constatările subliniază necesitatea unor cercetări de bază mai aprofundate pentru a înţelege diferenţele genomice şi structurale în modul în care interfaţa dintre bacterii şi celulele gazdă.

„Este atât de important să apreciem că marea diversitate a geneticii umane şi a tuberculozei poate avea un impact semnificativ asupra modului în care oamenii şi microbii răspund unul la celălalt şi la lucruri precum medicamente şi vaccinuri”, a spus Farhat. „Trebuie să încorporăm acest lucru în modul în care ne gândim la boală”.

„Suntem la începutul aprecierii importanţei acestei diversităţi”, a spus Groeschel. „Mai sunt atât de multe de învăţat despre modul în care aceasta ar putea influenţa eficacitatea medicamentelor, a vaccinurilor şi evoluţia bolii în diferite tulpini.”

Progresele în secvenţierea genelor dezvăluie alte necunoscute

În timp ce grupurile genetice ale tuberculozei, strâns înrudite, dar distincte, au fost descoperite prin metode mai tradiţionale de genotipare, utilizarea pe scară largă a secvenţierii întregului genom de către departamentele de sănătate publică din întreaga lume a permis medicilor şi cercetătorilor să stabilească mai bine profilul germenilor tuberculozei şi să urmărească genetic focarele şi rezistenţa la medicamente.

Realizarea faptului că focarele foarte localizate nu se răspândesc bine în alte regiuni a determinat cercetătorii să speculeze că tulpinile limitate la nivel regional erau mai puţin infecţioase decât tulpinile răspândite. Deoarece tulpinile constrânse au persistat în limitele lor restrânse, unii cercetători au speculat că populaţiile localizate ale bacteriei ar fi putut coevolta cu gazdele lor umane, făcând diferite populaţii umane mai susceptibile la diferite tipuri de TBC.

Cercetătorii au emis ipoteza că acest lucru ar putea însemna, de asemenea, că diferite tulpini de tuberculoză ar avea o sensibilitate diferită la diferite tratamente şi vaccinuri.

De exemplu, diferenţele structurale în forma bacteriilor ar putea împiedica anumite medicamente să se lege eficient de bacteriile din diferite tulpini.

Până de curând, aceste ipoteze erau aproape imposibil de testat, date fiind diferenţele dintre condiţiile culturale şi de mediu care ar putea afecta ratele de infecţie în diferite comunităţi şi în alte părţi ale lumii.

În plus, faptul că petele constrânse se îndepărtau atât de rar de casă făcea dificilă colectarea unor date suficiente pentru a măsura diferenţele între tulpini.

Ştiinţa multidisciplinară a rezolvat cazul

Pentru a depăşi aceste obstacole, echipa de cercetare a colaborat cu departamentele de sănătate publică şi echipe de cercetare din Statele Unite, Ţările de Jos şi Germania pentru a asambla o bază de date masivă care să integreze rapoartele cazurilor de tuberculoză, profilurile genetice ale agenţilor patogeni şi înregistrările de sănătate publică privind ratele de infecţie în rândul contacţilor apropiaţi.

Analiza a inclus, de asemenea, detalii demografice despre reţelele sociale ale persoanelor infectate pentru a evalua modul în care diferitele linii genetice ale tuberculozei s-au răspândit în alte populaţii.

În total, studiul a inclus 5.256 de cazuri de tuberculoză şi 28.889 de contacte apropiate.

„Acest studiu este un exemplu excelent de ce este atât de important pentru cercetători să colaboreze cu multe tipuri diferite de parteneri”, a dprecizat Groeschel.

„Am reuşit să fuzionăm datele de sănătate publică din trei oraşe mari şi să folosim instrumentele puternice de biologie computaţională la care avem acces în medicina academică pentru a răspunde la o întrebare complicată care are implicaţii importante pentru sănătatea publică şi biologia evolutivă, dezvoltarea vaccinurilor şi cercetarea medicamentelor”, a indicat cercetătorul.

Articolul de mai sus este destinat exclusiv informării dumneavoastră personale. Dacă reprezentaţi o instituţie media sau o companie şi doriţi un acord pentru republicarea articolelor noastre, va rugăm să ne trimiteţi un mail pe adresa abonamente@news.ro.