Aumento delle infezioni da Salmonella Agona: una preoccupazione per la salute pubblica

La Salmonella è una comune batteria che può causare malattie nell'uomo, nota come salmonellosi. Questa malattia può portare a diversi sintomi, principalmente gastroenterite o febbre enterica, a seconda del tipo di salmonella coinvolto. Ci sono due tipi principali di salmonella: quella tifoidale e quella non tifoidale. La salmonella non tifoidale (NTS) da sola causa circa 93,8 milioni di malattie in tutto il mondo ogni anno, con l'86% di questi casi legati a cibo contaminato.

Mentre molte infezioni da NTS scompaiono da sole, a volte richiedono un trattamento medico, che può essere costoso e pesante per i sistemi sanitari. Un ceppo specifico di NTS, noto come salmonella enterica serovar Agona (S. Agona), è diventato sempre più riconosciuto come una delle principali cause di malattie legate al cibo. Nell'Unione Europea, S. Agona è costantemente tra i primi 20 serotipi responsabili di salmonellosi dal 2008. La situazione nel Regno Unito è simile, con una media di circa 8.500 casi di NTS riportati annualmente e S. Agona tra i primi 10 serotipi più segnalati.

Nel 2017, il numero di casi di S. Agona è aumentato, passando da una prevalenza di circa l'1,7% al 2,4%. Questo aumento ha posizionato S. Agona tra i primi 5 dei serotipi più segnalati nel Regno Unito. Un aumento simile dei casi è stato notato anche nell'UE, specialmente nel 2017 quando S. Agona è diventata il sesto serotipo più comune. Questo incremento dei casi è coinciso con due grandi focolai in fase di indagine durante lo stesso anno. Uno di questi focolai ha coinvolto 147 casi in cinque paesi dell'UE, sospettato di essere legato a cibi pronti contenenti cetrioli. Tuttavia, è stato difficile determinare esattamente come sia avvenuta la contaminazione. L'altro focolaio ha incluso 39 casi in tre paesi dell'UE ed è stato ricondotto a un latte in polvere prodotto in una fabbrica in Francia, già associato a un altro focolaio nel 2005.

La capacità di S. Agona di sopravvivere in ambienti di lavorazione di cibo secco è stata documentata in precedenza. Ad esempio, una fabbrica di cereali negli USA ha avuto focolai per un periodo di dieci anni a causa della persistenza dello stesso ceppo di salmonella. Allo stesso modo, fabbriche di mangimi per pesci in Norvegia hanno riportato evidenze della batteria durata almeno tre anni a causa di procedure di pulizia inadeguate.

La persistenza della salmonella in ambienti a bassa umidità può dipendere da vari fattori, che possono differire tra i ceppi. La ricerca mostra che il passaggio a ambienti a bassa umidità attiva la produzione di sostanze che aiutano la batteria a sopravvivere, insieme a cambiamenti nel loro materiale genetico. La salmonella può formare Biofilm, che sono gruppi di batteri che si attaccano alle superfici, e può anche riarrangiare il proprio materiale genetico, migliorando la sua capacità di causare malattie. Questi meccanismi possono anche permettere loro di entrare in uno stato in cui rimangono vive ma non possono crescere o moltiplicarsi fino a quando le condizioni non diventano più favorevoli.

S. Agona è nota per la sua forte capacità di formare biofilm e può riarrangiare il suo materiale genetico. Circa l'1% della sua popolazione può rimanere attiva anche in uno stato vitale ma non coltivabile. Queste strategie di sopravvivenza si osservano anche in S. Typhi, la batteria responsabile della febbre tifoide, durante l'infezione umana, suggerendo un legame tra genetica e capacità di causare infezioni croniche.

La frequenza esatta e il processo attraverso cui le infezioni acute di S. Agona si trasformano in situazioni croniche negli esseri umani sono ancora per lo più sconosciuti. L'obiettivo degli studi recenti era esaminare i dati sui casi di S. Agona per comprendere i cambiamenti demografici e valutare l'uso di un metodo chiamato HierCC per monitorare i casi in base all'origine geografica. I ricercatori hanno anche esplorato la diversità genetica dei ceppi persistenti di S. Agona negli esseri umani e valutato tratti che potrebbero contribuire a malattie persistenti.

#Raccolta di Isolati Batterici

Per lo studio, i ricercatori hanno analizzato 2.233 isolati di S. Agona ottenuti dalla UK Health Security Agency (UKHSA) da laboratori diagnostici in Inghilterra e Galles tra gennaio 2004 e dicembre 2020. Non era necessaria l'approvazione per studiare questi campioni sotto il mandato di monitoraggio della salute pubblica della UKHSA. L'obiettivo era capire come questi batteri si comportano e cambiano durante le Infezioni Persistenti nei pazienti.

Nei casi in cui i pazienti avevano infezioni in corso (significa che avevano più campioni prelevati), le date di isolamento sono state categorizzate in quattro gruppi: stesso episodio (infezioni entro 31 settimane), trasporto convalescente (infezioni tra 31 settimane e 31 mesi), trasporto temporaneo (infezioni tra 31 mesi e fino a 10 anni) e trasporto cronico (infezioni che durano più di 10 anni).

#Sequenziamento del Genoma

Il sequenziamento dell'intero genoma (WGS) è stato utilizzato per l'analisi di routine degli isolati di salmonella ricevuti dalla UKHSA dal 2014. Per i campioni datati prima del 2014, i batteri sono stati identificati utilizzando tecniche di laboratorio specifiche. I ceppi selezionati in precedenza sono stati coltivati da campioni conservati prima del sequenziamento. Il DNA degli isolati è stato estratto e analizzato utilizzando tecniche avanzate per identificare i batteri e la loro resistenza ai trattamenti.

#Struttura di S. Agona

Per l'analisi genetica, i dati grezzi del WGS da 1.125 isolati dall'Inghilterra sono stati elaborati per comprendere le loro relazioni e per classificarli in base alle somiglianze genetiche. Questo ha coinvolto varie tecniche scientifiche che hanno permesso ai ricercatori di costruire un modello ad albero che mostra come i diversi ceppi sono correlati. Diverse scoperte hanno suggerito che identificare i ceppi usando una soglia genetica specifica potrebbe aiutare a rintracciare focolai o batteri strettamente correlati.

#Sequenziamento Nanopore e Assemblaggio Ibrido

Una selezione più piccola di isolati è stata sequenziata a lettura lunga per creare assemblaggi ibridi. Questo è stato raggiunto preparando campioni di DNA di alta qualità e utilizzando tecnologie di sequenziamento avanzate. I dati generati da questi processi sono stati analizzati utilizzando strumenti bioinformatici per comprendere la composizione genetica dei ceppi.

#Analisi Genetica

Lo studio ha identificato diversi geni associati alla Resistenza agli antibiotici negli isolati raccolti sia da infezioni acute che croniche. I ricercatori hanno trovato un totale di 38 geni di resistenza nei campioni analizzati. Questi geni erano legati alla resistenza contro più classi di trattamenti. I modelli di resistenza sono rimasti relativamente stabili nei pazienti con infezioni in corso, anche se sono state notate variazioni in alcuni casi.

#Fattori di Virulenza

I ricercatori hanno esaminato 154 geni che contribuiscono alla capacità dei batteri di causare malattie. Un numero significativo di questi geni è stato trovato nella maggior parte degli isolati, mostrando il potenziale di S. Agona di causare infezioni. Tuttavia, un isolato non ha mostrato un'array completa di questi fattori di virulenza, indicando che alcuni ceppi potrebbero avere capacità ridotte di causare malattie rispetto ad altri.

#Modelli di Infezione da S. Agona

Nel periodo dal 2004 al 2020, la UKHSA ha ricevuto 2.233 isolati di S. Agona principalmente da pazienti con sintomi come diarrea e dolori addominali. La maggior parte dei campioni è stata raccolta da feci, ma un numero limitato è stato prelevato da urine, sangue o altre fonti. La demografia dei pazienti mostrava una distribuzione di genere quasi equa, con la maggior parte delle persone infette di età compresa tra 0 e 51 anni.

Le tendenze nell'incidenza delle infezioni da S. Agona variavano nel tempo, con alcuni anni che riportavano più di 200 casi e altri mostrando cali. Ad esempio, il 2017 e il 2018 hanno visto un aumento dei casi, mentre il 2020 ha segnato un minimo a causa della pandemia di COVID.

#Infezioni Persistenti

Tra gli isolati raccolti, 144 (circa il 6,4%) erano legati a infezioni persistenti in quasi 60 pazienti. La durata di queste infezioni variava significativamente. Le diverse categorie di infezioni persistenti includevano quelle in cui i pazienti erano portatori per periodi variabili. Alcuni pazienti avevano più campioni analizzati nel tempo, permettendo ai ricercatori di valutare i cambiamenti nei batteri presenti.

#Diversità Genetica nel Trasporto

Per determinare se i ceppi associati a infezioni prolungate fossero correlati, la struttura della popolazione è stata analizzata in base alle diverse categorie di infezione. I risultati hanno indicato che i ceppi legati a infezioni persistenti erano distribuiti in tutta la popolazione più ampia, suggerendo che molti ceppi differenti possono persistere senza che uno dominante prenda il sopravvento.

#Variazione Genetica e Metabolismo

Ulteriori analisi hanno evidenziato che specifici cambiamenti genetici osservati all'inizio delle infezioni potrebbero suggerire la transizione da stati acuti a persistenti. I ricercatori hanno notato un tasso più elevato di mutazioni genetiche durante la fase convalescente, suggerendo che una popolazione più ampia di batteri potrebbe essere coinvolta durante questa transizione.

#Cambiamenti nella Capacità Metabolica

I ricercatori hanno valutato i cambiamenti in come i batteri utilizzavano le fonti di carbonio durante le infezioni persistenti. Mentre le capacità metaboliche degli isolati sono rimaste per lo più stabili, alcuni ceppi hanno acquisito nuove abilità, mentre altri hanno perso quelle esistenti. Questo solleva interrogativi su come questi cambiamenti nel metabolismo possano essere legati all'adattabilità dei batteri durante le infezioni.

#Formazione di Biofilm

La produzione di biofilm è una caratteristica significativa per S. Agona, poiché può aiutare i batteri a persistere in diversi ambienti. Lo studio ha trovato che gli isolati provenienti da pazienti con infezioni prolungate avevano una capacità inferiore di produrre biofilm rispetto a quelli da casi acuti. Questo solleva preoccupazioni sui potenziali cambiamenti che i batteri subiscono durante l'infezione.

#Resistenza Antimicrobica e Plasmidi

È stata analizzata anche la presenza di plasmidi, piccole molecole di DNA all'interno delle cellule batteriche. Questi plasmidi portano spesso geni che conferiscono resistenza agli antibiotici. Lo studio ha trovato che molti geni di resistenza erano legati a plasmidi, sebbene alcune variazioni nei modelli di resistenza siano state osservate nei pazienti con infezioni in corso.

#Conclusione

In generale, questa ricerca ha fornito preziose intuizioni sulle tendenze e le caratteristiche delle infezioni da S. Agona in Inghilterra e Galles. I risultati suggeriscono che S. Agona è capace di causare infezioni persistenti che possono durare settimane o addirittura anni. Questo sottolinea l'importanza di un monitoraggio continuo e della ricerca per comprendere come questi batteri si comportano nel tempo. Comprendere la capacità di S. Agona di passare da stati acuti a cronici può aiutare a migliorare le risposte di salute pubblica e le strategie di prevenzione.