Importanza I ceppi di Klebsiella pneumoniae con una combinazione di genotipi di ipervirulenza e resistenza multifarmaco (MDR hvKp) sono emersi come causa di infezioni umane. La capacità di questi microbi di prevenire la morte da parte del sistema immunitario innato non è stata ancora completamente testata. A tal fine, abbiamo confrontato la capacità di una raccolta globale di isolati clinici di hvKp e MDR hvKp di sopravvivere nel sangue umano e di resistere all’uccisione fagocitaria da parte dei neutrofili umani. I due isolati clinici hvKp MDR testati (ST11 e ST147) sono stati uccisi nel sangue umano e dai neutrofili umani in vitro , mentre l’uccisione fagocitica degli isolati clinici hvKp (ST23 e ST86) ha richiesto antisieri specifici . Sebbene i dati fossero vari e spesso isolati, rappresentano un primo passo importante verso una migliore comprensione della difesa dell’ospite contro l’HvKp MDR. |
Nuovi ceppi “ipervirulenti” del batterio Klebsiella pneumoniae sono emersi in persone sane in contesti comunitari, spingendo un gruppo di ricerca del National Institutes of Health a indagare su come il sistema immunitario umano si difende dalle infezioni.
Dopo aver esposto i ceppi a componenti del sistema immunitario umano in una “provetta” di laboratorio, gli scienziati hanno scoperto che alcuni ceppi avevano maggiori probabilità di sopravvivere nel sangue e nel siero rispetto ad altri, e che i neutrofili avevano maggiori probabilità di neutralizzare alcuni ceppi rispetto ad altri. Lo studio, pubblicato su mBio, è stato condotto da ricercatori del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) del NIH.
"Questo importante studio è uno dei primi a indagare l’interazione di questi ceppi emergenti di Klebsiella pneumoniae con componenti della difesa dell’ospite umano", ha affermato il direttore ad interim del NIAID, il dottor Hugh Auchincloss. “Il lavoro riflette la forza del programma di ricerca intramurale del NIAID. “Avere gruppi di ricerca stabili con collaborazioni consolidate consente ai ricercatori di basarsi sul lavoro precedente e di informare rapidamente i loro colleghi su argomenti di salute pubblica nuovi e altamente rilevanti”.
Più di un secolo fa, gli scienziati identificarono K. pneumoniae come causa di infezioni umane gravi, spesso fatali, soprattutto in persone già malate o con un sistema immunitario indebolito e soprattutto nelle persone ospedalizzate. Nel corso di molti decenni, alcuni ceppi hanno sviluppato resistenza a molteplici antibiotici e sono diventati difficili da trattare.
Questo batterio, spesso chiamato Klebsiella pneumoniae classica (cKp), è il terzo patogeno più comune isolato dalle infezioni del flusso sanguigno contratte in ospedale. Alcuni altri ceppi di Klebsiella pneumoniae causano infezioni gravi in persone sane in contesti comunitari, sebbene non siano multiresistenti ai farmaci. Sono conosciuti come Klebsiella pneumoniae ipervirulenta o hvKp. Più recentemente, in entrambi gli ambienti sono emersi ceppi con caratteristiche di ipervirulenza e multiresistenza ai farmaci , i cosiddetti MDR hvKp.
Gli scienziati del NIAID hanno già studiato questo fenomeno generale. All’inizio degli anni 2000 hanno osservato (e studiato attivamente) ceppi virulenti di batteri Staphylococcus aureus (MRSA) resistenti alla meticillina che erano emersi in contesti comunitari negli Stati Uniti e causavano infezioni diffuse in persone altrimenti sane.
Ora, lo stesso gruppo di ricerca NIAID dei Rocky Mountain Laboratories di Hamilton, nel Montana, sta indagando su questioni simili sui nuovi ceppi di Klebsiella , ad esempio se i microbi possono eludere le difese del sistema immunitario umano. Le loro scoperte sono state inaspettate: i ceppi hvKp avevano maggiori probabilità di sopravvivere nel sangue e nel siero rispetto ai ceppi hvKp MDR. E i neutrofili avevano neutralizzato meno del 5% dei ceppi hvKp, ma più del 67% dei ceppi hvKp MDR, la maggior parte dei quali morì.
I ricercatori hanno inoltre sviluppato un siero anticorpale specificamente progettato per aiutare i neutrofili a neutralizzare due ceppi hvKp selezionati e due ceppi hvKp MDR selezionati. L’ antisiero ha funzionato, anche se non in modo uniforme, sui ceppi hvKp. Questi risultati suggeriscono che un approccio vaccinale per la prevenzione/trattamento delle infezioni è fattibile.
Sulla base dei risultati, i ricercatori suggeriscono che la potenziale gravità dell’infezione causata da MDR hvKp si colloca probabilmente tra la forma classica e quella ipervirulenta. Il lavoro suggerisce inoltre che la classificazione ampiamente utilizzata di K. pneumoniae in cKp o hvKp dovrebbe essere riconsiderata.
I ricercatori stanno anche esplorando il motivo per cui le hvKp MDR sono più sensibili alle difese immunitarie umane rispetto alle hvKp: è dovuto a un cambiamento nella struttura superficiale causato da una mutazione genetica? O forse perché la combinazione di ipervirulenza e resistenza agli antibiotici riduce la capacità dei batteri di replicarsi e sopravvivere in un ambiente competitivo.
Come passo successivo, il gruppo di ricerca determinerà i fattori coinvolti nella suscettibilità dell’hvKp MDR alle difese immunitarie dell’organismo utilizzando modelli di infezione nei topi. In definitiva, questa conoscenza potrebbe informare le strategie di trattamento per prevenire o ridurre la gravità della malattia.
Riferimento : F DeLeo et al. Interazione della Klebsiella pneumoniae ipervirulenta multiresistente con componenti della difesa innata dell’ospite umano . mBio DOI: 10.1128/mbio.01949-23 (2023).
