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Ruolo del sequenziamento NGS nei batteri MDR

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Ruolo del sequenziamento NGS nei batteri MDR
(Last Updated On: 22 maggio 2022)

Che il sequenziamento offra nuove frontiere alla microbiologia ed alla clinica è assodato. Non a caso nella riorganizzazione dei laboratori di analisi (Decreto di riparto per il biennio 2021-2022) il capitolo sequenziamento next generation sequencing (NGS) viene trattato a parte, con un limite di prestazioni di 5.000 campioni analizzati, richiedendo nel contempo adeguamenti ai laboratori che effettuano tali esami.

Nell’ultimo decennio c’è stato un passaggio dalla genotipizzazione microbica alla tecnologia di nuova generazione. Il sequenziamento dell’intero genoma (WGS) ha trasformato la sorveglianza della salute pubblica e le indagini sulle epidemie, fornendo un’identificazione più accurata degli agenti patogeni ed un profilo della resistenza antimicrobica tramite il monitoraggio della trasmissione ed una valutazione del rischio biologico.

Tra i “nuovi scenari”, il ruolo del sequenziamento NGS nella rilevazione e caratterizzazione dei batteri multi-resistenti è sicuramente uno dei campi più affascinanti aperti da questa metodica. Siamo grati al professor Vincenzo Di Pilato (Dipartimento di Scienze Chirurgiche e Diagnostiche Integrate -DISC della Università degli Studi di Genova) per la disponibilità dimostrata nel partecipare al nostro Webinar sul tema ed alla possibilità concessa di utilizzare le diapositive presentate, accompagnandoci alla scoperta della procedura che permette di determinare la sequenza dell’intero genoma in un unico processo.

L’attuale “gold standard” per la genotipizzazione è il Whole Genome Sequencing (WGS), che ci offre la disponibilità di tutta l’informazione genetica. Il tutto con una diminuzione del tempo di analisi e dei costi, a fronte di un aumento delle informazioni. Come sottolineato da ECDC (Scientific Advice Technical Document) il sequenziamento apre ad una nuova sorveglianza delle infezioni da organismi MDR, fornendoci la possibilità di comprendere le dinamiche di trasmissione (persona-persona), criteri di evoluzione e sorveglianza di possibile outbreak.

Gli ostacoli da superare vanno dalle differenze nelle piattaforme di sequenziamento, alla comparabilità tra laboratori, alla mancanza di “pipeline” bioinformatiche standard, alla definizione della nomenclatura dei ceppi derivata dal WGS, alla comparabilità con le tecniche di tipizzazione precedenti ed alla traduzione dei dati della sequenza genomica in informazioni significative per la salute pubblica. Inoltre, l’accesso dei laboratori alla tecnologia WGS varia tra e all’interno degli Stati. Gli investimenti a livello nazionale dovrebbero fornire le risorse tecniche e le competenze necessarie.

Quali sono i campi di applicazione proposti? Sicuramente quelli per uso epidemiologico, con la “Outbreaks Investigation” e quelli che si occupano di epidemiologia dei meccanismi di resistenza e virulenza. Altrettanto importanti i campi per uso clinico, come l’Identificazione batterica e la predizione del fenotipo di sensibilità agli antibiotici (WGS-AST). Non va scordato l’uso nella ricerca di meccanismi (nuovi) di resistenza e virulenza, soprattutto se basati su elementi genetici mobili (MGE) associati alle definizioni di “nuova specie”.

Nuove realtà emergono da tali quadri: l’aumento del livello di informazioni fornite ci dà l’insieme di tutti i meccanismi di resistenza presenti nel genoma, definito come “Resistoma”, posto alla base del “Italian Survey on carbapenem-resistant K. pneumoniae”, fornendo le indicazioni sui Nuovi Meccanismi di Resistenza, il MOBILOMA.

L’insieme di tutti gli elementi genetici mobili (MGE), presenti nel genoma (quello accessorio), viene definito dal termine “mobiloma”, comprendendo così anche i meccanismi derivati dall’espressione di geni plasmidiali.

In conclusione, la tecnologia NGS è ormai diffusa, con costi sempre più bassi e la WGS appare lo strumento elettivo per la genotipizzazione, essenziale per la sorveglianza molecolare in ambito AMR, con la possibile predizione del fenotipo di resistenza. Dal genotipo di microrganismi specifici (M. tuberculosis, S. aureus) si riesce finalmente a svelare “in anticipo” meccanismi di resistenza anche ignoti.

L’implementazione clinica della WGS è ancora lontana, ma la nuova metodologia è già di ausilio a tecniche molecolari più collaudate (NAATs).

BIBLIOWEB:

Di Pilato V. “Ruolo del sequenziamento NGS nei batteri Multiresistenti” in Sartor A. – Ruolo del sequenziamento NGS nei batteri Multiresistenti (in PDF-FlipBook)
Lorenzin G – Nuove frontiere (cliniche) nella diagnostica microbiologica: opportunità e limiti del sequenziamento (NGS) applicato a virus: HIV / HCV / CMV.  In Collini L: Sequenziamento e virus https://newmicro.altervista.org/?p=9058
Fusaro A. – Il sequenziamento Sanger e NGS in Vian E: Sequenziamento Sanger e NGS https://newmicro.altervista.org/?p=9016
Riorganizzazione laboratori ultimo step https://newmicro.altervista.org/?p=8969
ECDC – Expert opinion on whole genome sequencing for public health surveillance-Scientific Advice– https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/expert-opinion-whole-genome-sequencing-public-health-surveillance
ECDC study protocol  for genomic-base surveillance of carbamapenem-resistant and/or colistin-resistant Enterobacteriaceae an the EU level. Technical document https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/ecdc-study-protocol-genomic-based-surveillance-carbapenem-resistant-andor
ATB su Lancet https://newmicro.altervista.org/?p=9082
18 azioni per sconfiggere l’antibioticoresistenza https://newmicro.altervista.org/?p=8964
L’antibiotico-resistenza durante il Covid https://newmicro.altervista.org/?p=8756
Antibiotico-resistenza & Coniugazione Batterica https://newmicro.altervista.org/?p=8381
L’uso degli antibiotici in Italia – 2019 https://newmicro.altervista.org/?p=8206
Contro l’Antibiotico-resistenza https://newmicro.altervista.org/?p=6803
Antibiotico-resistenza https://newmicro.altervista.org/?p=6656
Antibiotico resistenza Upgrade sorveglianza https://newmicro.altervista.org/?p=5412

 Di Pilato V. “Ruolo del sequenziamento NGS nei batteri Multiresistenti” in Sartor A: Ruolo del sequenziamento NGS nei batteri MDR (PDF-FlipBook)

Un Click per Leggere

 ECDC: Expert opinion on whole genome sequencing for public health surveillance (PDF)

 Un Click per Leggere

 ECDC : Study protocol for genomic based surveillance of carbapenem resistant and/or colistin-resistant Enterobacteriaceae at the EU level (PDF)

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