Venerdì, 28 Maggio 2021 13:22

Utilizzare la tecnica di sequenziamento genomico per rilevare la presenza dei microbi

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Circa 12.000 batteri e virus raccolti in un campionamento dai sistemi di trasporto pubblico e dagli ospedali di tutto il mondo sono stati identificati attraverso uno studio guidata dalla Weill Cornell Graduate School of Medical Sciences, una tra le più prestigiose istituzioni americane. 

Lo studio ha raccolto quasi 5.000 campioni in un periodo di tre anni in 60 città in 32 paesi e sei continenti. I ricercatori hanno analizzato i campioni utilizzando una tecnica di sequenziamento genomico chiamata sequenziamento del fucile per rilevare la presenza di vari microbi, inclusi batteri, archaea (organismi unicellulari distinti dai batteri) e virus che utilizzano il DNA come materiale genetico. Altri tipi di virus che utilizzano l'RNA come materiale genetico, come SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19, non sarebbero stati rilevati con i metodi di analisi del DNA utilizzati in questo studio pre-pandemia.

Questo campo di ricerca ha importanti implicazioni per rilevare focolai di infezioni sia note che sconosciute e per studiare la prevalenza di microbi resistenti agli antibiotici in diversi ambienti urbani.

L'attuale studio ha portato alla scoperta di 10.928 virus e 748 batteri che non sono presenti in nessun database di riferimento.

Il dottor Christopher Mason, co-direttore della WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction e professore di fisiologia e biofisica alla Weill Cornell Medicine, ha condotto lo studio raccogliendo campioni di microbi e analizzando i loro geni - noti collettivamente come microbioma - . Con queste scoperte i ricercatori sperano di saperne di più sui batteri, virus e altri microrganismi che vivono tra gli esseri umani. Ad esempio, la ricerca può aiutare a identificare l'emergere di ceppi resistenti agli antibiotici.

Prevedere la resistenza agli antibiotici dalle sole sequenze genetiche è impegnativo, ma i ricercatori sono stati in grado di mappare alcuni geni noti per essere collegati alla resistenza, quantificare la loro abbondanza e confermare la capacità dei marcatori genetici di conferire resistenza. Hanno scoperto che alcune città avevano più geni di resistenza di altre e che potrebbero esserci firme specifiche della città per alcuni di questi geni.

La resistenza antimicrobica rimane tuttora una delle principali sfide per la salute globale.
Inoltre, l'apprendimento delle piccole molecole e delle proteine ​​prodotte dai microbi potrebbe anche portare alla scoperta di nuovi antibiotici e di altre molecole che hanno il potenziale per essere sviluppate come farmaci. Molti antibiotici e farmaci attualmente in uso derivano da fonti microbiche.

Le scoperte fatte su nuove specie microbiche potrebbero anche portare a nuovi strumenti e approcci di laboratorio, come nuovi modi per utilizzare lo strumento di editing molecolare noto come CRISPR. In questo studio, i ricercatori hanno trovato 838.532 nuovi array CRISPR - frammenti di DNA virale trovati all'interno dei batteri - e 4,3 milioni di nuovi peptidi (piccole proteine).

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