Metodiche innovative di biologia molecolare per la genotipizzazione di virus, batteri, parassiti e l’individuazione di farmaco resistenza

Durante questo progetto sono stati messi a punto due differenti dispositivi diagnostici in vitro, applicabili nell’ambito dell’infettivologia, per l’identificazione e la tipizzazione di patogeni causanti gravi malattie umane. Entrambi i diagnostici si basano sulla tecnica del Next Generation Sequencing, che consente il sequenziamento parallelo di un alto numero di geni permettendo l’identificazione dei patogeni, la loro genotipizzazione e la determinazione dei geni conferenti farmaco resistenza da essi eventualmente veicolati.

Il primo dispositivo diagnostico sviluppato è volto all’identificazione del virus dell’epatite C (HCV) e alla sua genotipizzazione. Il diagnostico è quindi in grado di sequenziare il genoma virale e, mediante analisi filogenetica, consente la determinazione del genotipo virale. Questa informazione è particolarmente importante in fase di trattamento farmacologico, in quanto è stato visto che i differenti genotipi rispondono in maniera dissimile ai farmaci. Quindi l’informazione del sequenziamento, successivamente interpretata grazie al software sviluppato durante il progetto, darà un’essenziale informazione ai clinici orientando la scelta verso il trattamento più adeguato. Il software sviluppato consentirà inoltre di arricchire un database di mutazioni a carico del genoma virale collegate a una ridotta suscettibilità ai principali farmaci usati in terapia, aumentando così le conoscenze nell’ambito del trattamento farmacologico delle infezioni da HCV.

Per sviluppare questo diagnostico sono stati fatti degli studi sullo stato dell’arte in modo da identificare le necessità non soddisfatte dai prodotti attualmente in commercio e successivamente sono state definite le caratteristiche del prodotto da sviluppare. Il kit diagnostico è stato poi messo a punto in tutte le sue componenti in modo da ottenere un prototipo funzionante. Parallelamente è stata messa a punto una pipeline bioinformatica in grado di interpretare i dati, evidenziare le mutazioni geniche presenti ed effettuare l’indagine filogenetica per l’assegnazione del genotipo virale ai campioni analizzati.

Il secondo dispositivo diagnostico sviluppato durante questo progetto è invece volto all’identificazione dei patogeni coinvolti nella sepsi direttamente dal sangue del paziente e all’identificazione dei geni coinvolti nelle antibiotico-resistenze veicolati dai patogeni. Attualmente in clinica l’identificazione del patogeno viene fatta da emocoltura positiva, quindi il risultato non è disponibile nel corso di 24 ore; questo kit invece consentirà un decisivo accorciamento delle tempistiche bypassando l’emocoltura e consentendo l’identificazione anche dei patogeni difficilmente coltivabili. L’accorciamento delle tempistiche è particolarmente essenziale nei casi di shock settico in quanto l’aspettativa di vita del paziente cala del 7,6% per ogni ora di ritardo nella somministrazione della terapia appropriata. Nella realizzazione di questo diagnostico è stato fatto uno studio bibliografico e sono state richieste consulenze a esperti del settore per poter determinare i ceppi batterici e fungini responsabili dei casi di sepsi grave e i geni di resistenza eventualmente presenti in queste specie. Una volta determinato il pannello di microrganismi da individuare, sono stati selezionati i geni da sequenziare per poter identificare correttamente il patogeno. Il kit diagnostico viene poi testato su campioni clinici inviati dall’ IRCCS per le malattie infettive e tropicali Sacro Cuore Don Calabria di Negrar di Valpolicella in modo da validare il kit su campioni rappresentativi. Anche il questo caso è stato messo a punto un software interpretativo in grado di identificare le sequenze geniche ottenute grazie all’NGS e assegnarle correttamente al patogeno corrispondente, inoltre il software identifica i geni e le mutazioni geniche causanti antibiotico resistenza fornendo al clinico l’indicazione sul trattamento più appropriato per il singolo paziente.

Questo progetto si inserisce nell’ambito della SALUTE e nel driver per l’innovazione dell’ACTIVE AGEING in quanto i dispositivi sviluppati hanno il potenziale per migliorare la qualità della vita della popolazione e specialmente di quella anziana che è considerata come a più alto rischio soprattutto visto il diffondersi di infezioni nosocomiali tra i pazienti ospedalizzati.

Inizio: 02/08/2019
Fine: 19/07/2021