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FP7

R-evolution pneumo Risultato in breve

Project ID: 329515
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Regno Unito

I meccanismi della ricombinazione e la coevoluzione nei patogeni umani

La ricombinazione, che consiste nell’assorbimento e l’incorporazione di DNA estraneo, ha permesso a lineage di Streptococcus pneumoniae farmacoresistenti di evadere rapidamente nuovi vaccini coniugati. Un’iniziativa finanziata dall’UE ha affrontato questo problema studiando i diversi meccanismi di ricombinazione che il patogeno ha sviluppato attraverso la co-evoluzione con il sistema immunitario umano.
I meccanismi della ricombinazione e la coevoluzione nei patogeni umani
Il progetto R-EVOLUTION PNEUMO (The role of recombination in evolution and epidemiology of bacterial pathogen Streptococcus pneumoniae) ha migliorato la comprensione del ruolo della ricombinazione dello Streptococcus pneumoniae, il principale patogeno batterico umano, noto anche come pneumococco.

È stato applicato un approccio interdisciplinare basato su microbiologia, immunologia ed epidemiologia evolutive delle malattie infettive. Sono stati utilizzati modelli epidemiologici evolutivi generici per comprendere le dinamiche di ricombinazione delle popolazioni. Si sono utilizzate anche sequenze dell’intero genoma degli pneumococchi per determinare i collegamenti tra ricombinazione, immunità, vaccinazione e resistenza ai farmaci.

L’analisi genetica dei target dei vaccini, i polisaccaridi capsulari, ha rivelato che questi loci si evolvono attivamente tramite ricombinazione, portando all’emergenza di nuovi tipi. Molte ricombinazioni scoperte provenivano da un’origine sconosciuta. Ciò ha condotto all’ipotesi che la diversità, precedentemente non osservata, potrebbe derivare da batteri strettamente imparentati.

Il confronto dei gruppi di serotipi più importanti ha rivelato che essi variano in relazione al tasso di ricombinazione e alla velocità potenziale di adattamento. Ciò suggerisce che i vaccini a polisaccaridi potrebbero in futuro selezionare nuovi serotipi, sottolineando l’importanza di un’ulteriore ricerca in questo settore.

L’analisi di diversi lineage di pneumococco ha dimostrato che l’evoluzione del patogeno è guidata da due meccanismi differenti: micro-ricombinazione e macro-ricombinazione. Si è scoperto che la macro-ricombinazione è il meccanismo associato allo switch di sierotipi (alterazione del sierotipo tramite ricombinazione, quindi un meccanismo di evasione dei vaccini) e alla resistenza a diverse classi dei principali antibiotici.

Si è utilizzato un nuovo approccio anche per visualizzare la diversità genetica degli antigeni batterici. Il risultato è stato un nuovo metodo per analizzare la struttura delle popolazioni e identificare loci a mosaico (laddove il mosaicismo è l’espressione di geni in alcune ma non tutte le cellule di un determinato individuo). Ciò in futuro permetterà la rapida analisi dei segni di ricombinazione in dataset enormi.

R-EVOLUTION PNEUMO fornirà una migliore comprensione del ruolo della ricombinazione di S. pneumoniae in co-evoluzione con le popolazioni umane. Inoltre le scoperte del progetto si possono applicare ad altri patogeni come Neisseria meningitidis, Salmonella enterica e Helicobacter pylori. Le informazioni ottenute sulla risposta prevista a lungo termine ai vaccini attuali e futuri aiuteranno a progettare trattamenti più efficaci e a salvare le vite dei pazienti.

Informazioni correlate

Keywords

Ricombinazione, streptococcus pneumoniae, coevoluzione, sistema immunitario umano, sequenza dell’intero genoma, polisaccaridi capsulari, lineage pneumococcali, loci a mosaico
Numero di registrazione: 181041 / Ultimo aggiornamento: 2016-04-15
Dominio: Biologia, Medicina