Scienziati sono riusciti a sequenziare il genoma di 3.000 batteri pericolosi e mortali

STATI UNITI – La guerra ai batteri pericolosi e mortali passa anche attraverso il sequenziamento del genoma di questi agenti patogeni. Ed è proprio quello che hanno fatto gli scienziati con i genomi di oltre 3.000 di questi batteri, compresi alcuni dei più pericolosi del mondo. Ad aver compiuto l’impresa sono stati i ricercatori del Wellcome Sanger Institute in collaborazione con Pacific Biosciences (PacBio). Questi batteri attaccano e infettano decine di milioni di persone in tutto il mondo ogni anno, sono stati raccolti dalla National Collection of Type Cultures (NCTC) e comprendono ceppi mortali di peste, dissenteria e colera.

A cosa serve la decodifica
Decodificando il DNA – riporta un comunicato del Wellcome Trust Sanger Institute – i ricercatori saranno in grado di comprendere meglio queste malattie e come i batteri diventano resistenti agli antibiotici. Le mappe genomiche disponibili al pubblico potrebbero anche portare allo sviluppo di nuovi test diagnostici, vaccini o trattamenti.

La più grande collezione al mondo
Istituito nel 1920, il NCTC è la collezione di batteri clinicamente rilevanti più grande al mondo – con oltre 5.500 specie di batteri già presenti. E’ ampiamente utilizzato da ricercatori che stanno confrontando ceppi storici e moderni per far progredire la conoscenza globale dell’epidemiologia, della virulenza, della prevenzione e della cura delle malattie infettive.

Il problema resistenza
La resistenza agli antibiotici è un problema di grande rilevanza a livello globale e la raccolta include alcuni dei più noti batteri resistenti ai farmaci conosciuti. Tra questi la tubercolosi, una delle prime dieci cause di morte in tutto il mondo, che ha contagiato 10,4 milioni e ucciso 1,7 milioni di persone nel solo 2016 * e la gonorrea, la malattia trasmessa sessualmente che infetta 78 milioni di persone all’anno ** e sta diventando estremamente difficile trattare – con alcuni casi di supergonorrea. L’NCTC contiene anche campioni di Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA), che è resistente a più antibiotici e che può causare infezioni potenzialmente letali negli ospedali. Lo studio genetico di questi ceppi aiuterà i ricercatori a comprendere i meccanismi di resistenza agli antibiotici e a cercare eventuali crepe nella loro armatura per consentire il trattamento.

Identificare le infezioni
Tutti i ‘tipi’ di batteri presenti nella collezione, i primi ceppi che descrivono le specie e sono utilizzati per classificarli, sono stati sequenziati come parte di questa iniziativa – si legge nel comunicato. Le sequenze del genoma di questi ceppi di grande valore sono fondamentali per lo sviluppo di modi per identificare specifiche infezioni nelle persone, compresi test diagnostici di infezioni batteriche sul campo per identificare rapidamente la fonte di un’epidemia e contribuire a contenere le infezioni. Tra le molte varietà storicamente importanti della collezione, 16 sono state depositate dallo scopritore della penicillina Alexander Fleming, incluso un campione prelevato dal suo stesso naso. Notevole anche il primo batterio depositato nel NCTC: un ceppo di Shigella flexneri che provoca la dissenteria, isolato nel 1915 da un soldato nelle trincee della prima guerra mondiale ***. «Le raccolte storiche come quelle del NCTC sono di enorme valore nella comprensione degli agenti patogeni attuali – ha spiegato il dott. Julian Parkhill del Wellcome Sanger Institute – Conoscendo in modo molto preciso l’aspetto dei batteri prima e durante l’introduzione di antibiotici e vaccini e confrontandoli con gli attuali ceppi la stessa collezione ci mostra come hanno risposto a questi trattamenti. Questo, a sua volta, ci aiuta a sviluppare nuovi antibiotici e vaccini. Il sequenziamento completo del DNA di PacBio consente analisi genomiche profonde e siamo felici di collaborare con loro per questo importante progetto».

Una comprensione senza precedenti
«Le mappe genomiche di alta qualità abilitate da SMRT® Sequencing consentono una comprensione senza precedenti di questi batteri – ha dichiarato Jonas Korlach, Ph.D., Chief Scientific Officer di PacBio – Siamo lieti di essere scelti da istituzioni come Wellcome Sanger per aiutare a creare tali risorse essenziali per le comunità scientifiche e di salute pubblica».
«Questa risorsa – aggiunge la dott.ssa Julie Russell, responsabile delle collezioni gestite dal National Infection Service della Public Health England – è uno strumento vitale per la salute pubblica e il sequenziamento dei batteri, abbiamo reso la collezione NCTC pronta per il 21° secolo in modo che la comunità di ricerca possa rintracciare e comprendere i batteri. Con questa raccolta stiamo fornendo strumenti per rintracciare le infezioni e identificare focolai di batteri resistenti, trasformando la salute pubblica nel Regno Unito».

Riferimenti:
* WHO - http://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/tuberculosis

** I dati dell’OMS Ogni anno, si stima che 78 milioni di persone siano infette da gonorrea - http://www.who.int/en/news-room/detail/07-07-2017-antibiotic-resistant-gonorrhoea-on-the-rise-new-drugs-needed

*** Sequenziando un ceppo di Shigella flexneri che provoca la dissenteria che fu isolato nel 1915 da un soldato nelle trincee della Prima Guerra Mondiale e confrontandolo con altri tre ceppi isolati nel 1954, 1984 e 2002, i ricercatori furono in grado di determinare un evolutivo modello della malattia e conoscere la sua virulenza e resistenza agli antibiotici – https://www.sanger.ac.uk/news/view/2014-11-07-world-war-i-soldier-helps-in-fight-against-dysentery https://www.youtube.com/watch?v=u-fbd9JpiMs

Finanziamento: questo progetto è stato sostenuto da Wellcome e Pacific Biosciences.