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Il meccanismo patogeno del ceppo Ans: in che modo due plasmidi ne determinano la letalità?
Il ceppo Ames è uno degli 89 ceppi conosciuti di Bacillus anthracis. Questo ceppo fu isolato per la prima volta nel 1981 da un vitello malato di 14 mesi a Sarita, in Texas. Dopo una serie di test e disinformazione, il ceppo è stato infine inviato all’Istituto di ricerca sulle malattie infettive dell’esercito americano (USAMRIID). L’attenzione diffusa al ceppo Ances è iniziata in seguito agli attacchi all’antrace del 2001, quando sette lettere contenenti il ceppo furono inviate a vari media e senatori degli Stati Uniti.
Il motivo per cui il ceppo Ansi viene utilizzato dagli Stati Uniti per sviluppare vaccini e testarne l'efficacia è dovuto alla sua patogenicità estremamente elevata.
La patogenicità del ceppo Ans deriva principalmente da due plasmidi di virulenza specifici, vale a dire pXO1 e pXO2. Questi due plasmidi hanno mostrato una patogenicità più forte rispetto ad altri ceppi tra i ceppi di Ans. pXO2 codifica per una capsula di acido poli-D-glutammico che resiste alla fagocitosi, consentendo a B. anthracis di eludere il sistema immunitario ospite, mentre pXO1 codifica per tre proteine tossiche: fattore dell'edema (EF), fattore letale (LF) e antigene protettivo (PA) .
Quando i batteri mancano di pXO1 o pXO2, sono considerati attenuati, nel senso che non possono causare infezioni gravi.
Le differenze nella patogenicità tra i ceppi possono essere spiegate dalla presenza o dall'assenza di plasmidi. Ad esempio, anche i ceppi contenenti solo il plasmide Ames pXO2 sono ancora altamente patogeni per i topi, indicando che pXO2 contribuisce in modo significativo alla patogenicità. Al contrario, il ceppo Sterne è avirulento e non può causare malattie gravi negli animali o nell’uomo.
Per quanto riguarda la resistenza agli antibiotici, il ceppo di antrace è suscettibile ai regimi di trattamento raccomandati dal CDC, simile alla maggior parte degli altri ceppi di antrace. Sebbene i ceppi Sterne possiedano β-lattamasi funzionali, l’espressione genica è spesso insufficiente a conferire resistenza. Secondo gli standard di dosaggio pubblicati nel documento M45 del Clinical Laboratory Standards Institute, la ciprofloxacina è il farmaco raccomandato per il trattamento dell'antrace respiratorio. Studi recenti hanno dimostrato che la gatifloxacina, un altro nuovo antibiotico fluorochinolonico, può migliorare il tasso di sopravvivenza dei topi sensibili al ceppo Ansi.
Sebbene il vaccino PA non sia protettivo quanto il vaccino con spore vive, è ancora una delle opzioni attualmente in fase di sviluppo.
Attualmente, lo sviluppo del vaccino contro B. anthracis si basa principalmente su ceppi attenuati, in particolare ceppi i cui plasmidi di virulenza sono stati rimossi. I ceppi Sterne sono naturalmente privi di pXO2 e pertanto possono essere utilizzati in modo sicuro per innescare una risposta immunitaria. I vaccini esistenti includono vaccini con spore vive progettati specificamente per gli animali, ma sono pericolosi per l’uomo, quindi si stanno esplorando anche vaccini basati su antigeni protettivi.
Attualmente, l'unico vaccino contro l'antrace umano autorizzato negli Stati Uniti, il vaccino contro l'antrace adsorbito (AVA), si basa su antigeni protettivi, ma la sua efficacia contro il ceppo Ames varia a seconda dei modelli animali. Questo risultato incoerente evidenzia la necessità di studi completi su più organismi modello per testare l’efficacia del vaccino negli esseri umani. I ricercatori stanno inoltre cercando attivamente modi per inattivare le spore dell’antrace con formaldeide e altre sostanze per fornire agli esseri umani nuove alternative alle spore vive e ai vaccini PA.
L'identificazione dei polimorfismi nucleotidici (SNP) dei ceppi di Ansinus può aiutare a monitorare l'epidemia.
Sono stati identificati sei SNP altamente specifici per il ceppo Anse, rendendo possibili test diagnostici sulla flora. Questi SNP non solo possono distinguere il ceppo Ames da altre 88 specie di Bacillus anthracis, ma forniscono anche importanti informazioni per studi epidemiologici. Il basso tasso di cambiamento genetico del ceppo Ans garantisce ulteriormente la sua stabilità come marcatore diagnostico. Utilizzando una combinazione di questi SNP e PCR in tempo reale, i ricercatori sono stati in grado di confermare o escludere migliaia di campioni come appartenenti al ceppo Andersen.
La stabilità del ceppo Ans e il suo potenziale rischio di armi biologiche ci fanno riflettere nuovamente: quali misure dovrebbero adottare gli esseri umani per rafforzare la difesa di fronte alla minaccia di agenti patogeni così mortali?
