Pneumonia rămâne o problemă majoră de sănătate publică la nivel mondial, cu un impact semnificativ asupra mortalităţii şi a sistemelor de îngrijire. Deşi este considerată în principal o boală respiratorie, la unii pacienţi poate fi însoţită de complicaţii cardiace severe, care cresc riscul de deces. Un nou studiu sugerează că diferenţele dintre tulpinile bacteriene implicate ar putea ajuta la explicarea acestor evoluţii diferite.
Pneumonia generează anual peste 1,2 milioane de prezentări la camerele de gardă şi peste 41.000 de decese la adulţi, numai în Statele Unite, iar la nivel mondial provoacă moartea a peste un milion de copii sub cinci ani în fiecare an. Deşi majoritatea cercetărilor s-au concentrat până acum pe efectele pulmonare ale bolii, infecţia poate declanşa şi complicaţii cardiace precum insuficienţă cardiacă, aritmii sau infarct miocardic, care pot fi fatale.
Acum, o echip de cercetare din Statele Unite a identificat o enzimă bacteriană, denumită zmpB, care ar putea explica de ce unii pacienţi dezvoltă complicaţii cardiace în timpul pneumoniei, iar alţii nu.
Autorul principal al studiului, Carlos J. Orihuela, profesor de microbiologie la Universitatea Alabama Birmingham (UAB), a subliniat că aproximativ unul din cinci pacienţi internaţi cu pneumonie suferă un eveniment cardiac advers care le pune viaţa în pericol şi că, inclusiv în anii următori infecţiei, aceşti pacienţi rămân de cel puţin două ori mai predispuşi să dezvolte insuficienţă cardiacă.
Deşi pneumonia poate fi cauzată de mai multe bacterii şi virusuri, echipa a investigat în mod specific Streptococcus pneumoniae, principala cauză de pneumonie comunitară.
Cercetătorii au utilizat studii de asociere la nivelul întregului genom bacterian (bGWAS), modele de şoarece şi organoizi cardiaci. Aceste metode au confirmat faptul că S. pneumoniae poate produce leziuni directe asupra inimii şi au arătat că zmpB favorizează invazia bacteriei în ţesutul cardiac.
Întrucât enzimele facilitează reacţii chimice care ajută bacteriile să supravieţuiască, să se multiplice şi uneori să atace ţesuturile gazdei, aceasta ar putea deveni o ţintă pentru viitoare vaccinuri sau terapii medicamentoase.
Analizând sute de tulpini izolate de la pacienţi care au dezvoltat complicaţii cardiace şi comparându-le cu tulpini provenite de la pacienţi care au avut doar pneumonie, cercetătorii au identificat un tipar clar.
Astfel, pacienţii cu insuficienţă cardiacă erau mai frecvent infectaţi cu tulpini de S. pneumoniae care conţineau gena zmpB cu o trăsătură genetică distinctă: domeniile FIVAR. Aceste domenii sunt segmente ale proteinei care ajută bacteria să invadeze şi să supravieţuiască în celulele inimii, determinând apariţia unor focare de infecţie. Cercetătorii au observat, de asemenea, că numărul mai mare de domenii FIVAR asociate acestei gene, cu un rol necunoscut până acum, se corela cu un grad mai mare de afectare cardiacă.
În experimentele pe animale, şoarecii au fost infectaţi fie cu o tulpină obişnuită de pneumonie, fie cu o tulpină modificată genetic prin eliminarea genei zmpB. Evoluţia bolii a fost monitorizată atent. Şoarecii infectaţi cu tulpina normală au dezvoltat numeroase microleziuni cardiace şi distrugere celulară la nivelul ţesutului cardiac, în timp ce animalele infectate cu tulpina fără zmpB au prezentat mai puţine sau deloc microleziuni şi aproape nicio leziune celulară la nivel cardiac.
Pentru a testa relevanţa la nivel uman, cercetătorii au folosit organoizi cardiaci, acele celule cardiace umane obţinute din celule stem şi cultivate în laborator, capabile să funcţioneze într-un mediu controlat. Aceşti organoizi au fost expuse la trei tipuri de condiţii: infecţie cu tulpini pneumococice cu şi fără gena zmpB şi expunere la versiuni diferite ale enzimei zmpB.
Organoizii de inimă infectaţi cu tulpini care exprimau zmpB cu domenii FIVAR au permis legarea bacteriilor şi invazia în celulele inimii, în timp ce tulpinile cu zmpB fără domenii FIVAR au produs mai puţine distrugeri celulare în ţesutul cardiac şi un nivel mai scăzut de pătrundere bacteriană în celule.
Autorii notează că modelele de şoarece au arătat dependenţa leziunii cardiace de zmpB exprimată de tulpina bacteriană, iar organoizii au indicat că proteinele dotate cu domenii FIVAR facilitează invazia bacteriană în celulele inimii şi afectarea acestora.
Cercetătorii de la UAB consideră că înţelegerea acestor „amprente moleculare” ar putea ajuta la protejarea mai eficientă a pacienţilor împotriva riscului de afectare cardiacă în timpul pneumoniei sau la reducerea severităţii nolii.
Ei menţionează că, deşi sunt necesare cercetări suplimentare înainte de aplicarea acestor rezultate la nivel clinic, ar putea deveni posibil ca, printr-un test genetic simplu, medicii să identifice devreme tulpinile bacteriene cu risc crescut, pentru monitorizare cardiacă mai atentă sau pentru tratamente ţintite menite să prevină leziunile inimii la pacienţii cu pneumonie.
Rezultatele sunt extrem de importante, în opinia specialiştilor, care subliniază că această cercetare clarifică rolul unei enzime din S. pneumoniae al cărei rol biologic nu era până acum bine elucidat, şi explică, totodată, şi mecanismul prin care anumite tulpini bacteriene produc complicaţii severe, deschizând o potenţială cale către prevenţie.
Rezultatele au fost publicate joi, în revista Cell Reports.
