Μια επίμονη λοίμωξη των πνευμόνων εξελίσσεται μέσα στους ασθενείς για χρόνια

Ερευνητές από το Trinity Translational Medicine Institute (TTMI) και το Irish Mycobacterial Reference Laboratory στο Νοσοκομείο St James έχουν αποκαλύψει πώς το βακτήριο Mycobacterium avium — ένας από τους κύριους παράγοντες σε μια δύσκολα αντιμετωπίσιμη χρόνια πνευμονική λοίμωξη — αλλάζει και προσαρμόζεται μέσα στους ασθενείς κατά τη διάρκεια πολλών ετών ασθένειας.

Τα ευρήματα της ομάδας, που δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Genome Medicine, μπορούν να βοηθήσουν τους γιατρούς να κατανοήσουν γιατί οι λοιμώξεις από M. avium επανεμφανίζονται και γιατί τα αντιβιοτικά μερικές φορές αποτυγχάνουν.

Ο κύριος στόχος της έρευνας ήταν να κατανοήσουν οι επιστήμονες πώς το M. avium καταφέρνει να επιβιώνει για χρόνια στους πνεύμονες των ασθενών, ακόμα και κατά τη διάρκεια εκτεταμένων θεραπειών με αντιβιοτικά. Το βακτήριο αυτό προκαλεί έναν τύπο χρόνιας πνευμονικής λοίμωξης που γίνεται όλο και πιο συχνός παγκοσμίως.

Μελετώντας προσεκτικά τον γενετικό κώδικα του βακτηρίου, οι ερευνητές ήθελαν να δουν πώς μεταβάλλεται μέσα στο σώμα και γιατί είναι τόσο δύσκολο να εκριζωθεί. Η αντιμετώπιση της πνευμονικής νόσου από M. avium είναι δύσκολη — οι ασθενείς συχνά χρειάζονται πάνω από 12 μήνες συνδυαστικής θεραπείας με διάφορα αντιβιοτικά, και παρά αυτό η θεραπεία αποτυγχάνει σε έως και το μισό των περιπτώσεων. Πολλοί ασθενείς ξανανοσούν ακόμα και μετά την ολοκλήρωση της θεραπείας.

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ολόκληρη αλληλουχία γονιδιώματος (whole-genome sequencing) για να αναλύσει σχεδόν 300 δείγματα βακτηρίων από ασθενείς στην Ιρλανδία, το Ηνωμένο Βασίλειο και τη Γερμανία, συμπεριλαμβανομένων 20 Ιρλανδών ασθενών που θεραπεύτηκαν στο Νοσοκομείο St James.

Μελετώντας το DNA αυτών των βακτηρίων σε βάθος χρόνου, οι επιστήμονες παρακολούθησαν πώς το M. avium εξελίσσεται, ανταλλάσσει στελέχη και αναπτύσσει αντοχή ενώ ζει μέσα στους ανθρώπινους πνεύμονες. Διαπιστώθηκε ότι η λοίμωξη συχνά δεν οφείλεται σε ένα μοναδικό μακροχρόνιο στέλεχος, αλλά σε επαναλαμβανόμενες επαναλοιμώξεις με νέα στελέχη, μερικά από τα οποία σχετίζονται στενά με στελέχη που ανιχνεύονται και σε άλλες ευρωπαϊκές χώρες, υποδηλώνοντας κοινές περιβαλλοντικές πηγές.

Το βακτήριο αποκτά περίπου μία νέα γενετική αλλαγή ετησίως και, πιο σημαντικό, η ομάδα διαπίστωσε ότι 13 συγκεκριμένα γονίδια εμφάνιζαν σημάδια προσαρμογής στην επίθεση των αντιβιοτικών, του ανοσοποιητικού συστήματος και της χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο.

Ο επικεφαλής συγγραφέας, Δρ. Aaron Walsh, ερευνητής στο Trinity Translational Medicine Institute, δήλωσε: «Η μελέτη μας δείχνει ότι το M. avium μπορεί να εξελίσσεται σε πραγματικό χρόνο μέσα στον πνεύμονα. Η κατανόηση των γονιδίων που βοηθούν το βακτήριο να επιβιώσει μπορεί να μας καθοδηγήσει σε νέες θεραπευτικές στρατηγικές για αυτή την όλο και πιο κοινή και επίμονη λοίμωξη».

Αυτή είναι η πρώτη μελέτη που χρησιμοποιεί ολόκληρη αλληλουχία γονιδιώματος για να παρακολουθήσει τις λοιμώξεις από M. avium μέσα σε ασθενείς για πολλά χρόνια, αποκαλύπτοντας πώς το βακτήριο εξελίσσεται στους πνεύμονες.

Βασικά ευρήματα της μελέτης

• Συχνές επαναλοιμώξεις: Πολλοί ασθενείς μολύνθηκαν ξανά με νέα στελέχη, υποδεικνύοντας περιβαλλοντική προέλευση παρά υποτροπή της ίδιας λοίμωξης.

• Διεθνείς συνδέσεις: Ορισμένα ιρλανδικά στελέχη ήταν γενετικά σχεδόν ίδια με στελέχη από Ηνωμένο Βασίλειο και Γερμανία.

• 13 κρίσιμα γονίδια μεταβλήθηκαν: Αυτά τα γονίδια βοηθούν το βακτήριο να αντιμετωπίζει αντιβιοτικά, χαμηλό οξυγόνο ή επίθεση του ανοσοποιητικού συστήματος.

• Αντοχή κατά τη διάρκεια της θεραπείας: Παρατηρήθηκαν αλλαγές σε γονίδιο που σχετίζεται με αντοχή στη ριφαμπικίνη σε δύο ασθενείς που λάμβαναν αυτό το φάρμακο.

• Νέες γνώσεις για το M. avium: Η θετική επιλογή σε 13 γονίδια δεν είχε αναγνωριστεί προηγουμένως για το βακτήριο.

Η Δρ. Emma Roycroft, Ειδική Επιστήμονας στο Irish Mycobacterial Reference Laboratory, ανέφερε: «Ορισμένα από αυτά τα γονίδια δεν είχαν προηγουμένως συνδεθεί με την επιβίωση του M. avium μέσα στο σώμα. Ένα σχετίζεται με την αντιμετώπιση του οξειδωτικού στρες και ένα άλλο με τη δημιουργία βιοφίλμ».

Η ομάδα σκοπεύει τώρα να:

1. Δοκιμάσει στο εργαστήριο πώς αυτά τα 13 γονίδια βοηθούν το βακτήριο να επιβιώσει.

2. Χρησιμοποιήσει αλληλουχία μακρού αναγνώστη για να δει γενετικές αλλαγές που οι μέθοδοι βραχέων αναγνωσμάτων δεν ανιχνεύουν.

3. Μελετήσει περιβαλλοντικά δείγματα για να εντοπίσει τις πηγές επαναλοιμώξεων.

4. Επεκτείνει την έρευνα σε άλλες ομάδες ασθενών για να διαπιστώσει αν παρατηρούνται τα ίδια πρότυπα.

Αυτή η μελέτη αποτελεί σημαντικό βήμα στο να κατανοήσουμε μια δύσκολα αντιμετωπίσιμη χρόνιας λοίμωξης και ανοίγει δρόμους για νέες στρατηγικές θεραπείας που μπορούν να σώσουν ζωές.