Investigating laboratory capacity and whole genome sequencing practices to inform standardised protocols for bacterial genomic surveillance in Africa.

In molte parti del mondo, la febbre in un neonato è un'emergenza medica che richiede un'azione immediata e precisa. Quando un bambino sviluppa la sepsi, una reazione grave a un'infezione che può diffondersi attraverso il sangue, il tipo specifico di batterio che causa la malattia determina il miglior corso di trattamento. Un batterio in particolare, noto come Klebsiella pneumoniae, è una delle principali cause di queste pericolose infezioni in tutta l'Africa. Per impedire che queste infezioni si diffondano e per garantire che i medici utilizzino i farmaci corretti, gli scienziati devono sapere esattamente quali ceppi di batteri sono presenti e come si comportano. Per decenni, l'identificazione di questi germi si è basata sulla loro coltivazione in una piastra e sull'osservazione di come reagivano alle sostanze chimiche, un processo che richiede tempo e spesso manca di dettaglio. Oggi, è emerso uno strumento più potente chiamato sequenziamento dell'intero genoma. Questo metodo legge il codice genetico completo di un batterio, offrendo una mappa dettagliata che rivela non solo che tipo di germe sia, ma anche come potrebbe resistere agli antibiotici e da dove provenga. L'uso di questa tecnologia per tracciare le infezioni potrebbe salvare vite ubergli, ma solo se i laboratori che svolgono il lavoro siano attrezzati per gestirla.

Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di comprendere l'attuale realtà di questa tecnologia in tutto il continente africano. Volevano sapere se gli ospedali e i centri di ricerca possiedessero gli strumenti e le competenze necessari per passare dai test tradizionali alla gestione avanzata della sorveglianza genetica. Per trovare la risposta, hanno inviato un questionario dettagliato a una vasta rete di clinici e scienziati in venticinque diversi paesi africi. L'obiettivo era mappare il panorama della capacità di laboratorio, concentrandosi specificamente sulle fasi necessarie per identificare i batteri e analizzare il loro materiale genetico. Il sondaggio ha raccolto le risposte di cinquantadue istituzioni, fornendo un quadro chiaro di ciò che accade oggi sul campo.

I risultati hanno rivelato un quadro misto di capacità e necessità. Tra le istituzioni che hanno risposto alle domande sulle loro capacità di test, il sessantuno per cento ha riferito di eseguire emocolture, un processo in cui il sangue viene prelevato da un paziente e posto in un contenitore speciale per incoraggiare la crescita di eventuali batteri. Una volta che i batteri crescono, devono essere identificati. La maggior parte di questi laboratori, il settantuno per cento, si affida ancora a sistemi manuali che utilizzano reazioni chimiche per determinare la specie dei batteri. Allo stesso modo, l'ottantadue per cento utilizza un metodo tradizionale che prevede piccoli dischi di carta imbevuti di antibiotici per vedere quali medicinali fermano la crescita dei batteri. Sebbene questi metodi siano consolidati, sono più lenti e meno dettagliati rispetto agli approcci genetici moderni. L'attrezzatura fisica in questi laboratori è sorprendentemente robusta in alcune aree; quasi tutti i rispondenti hanno riferito di avere accesso a un congelatore in grado di raggiungere temperature estremamente basse, una centrifuga per far ruotare i campioni e una macchina per amplificare il materiale genetico. Tuttavia, un tipo specifico di incubatore che scuote delicatamente i campioni per aiutarli a crescere era meno comune, disponibile solo nel sessantasette per cento delle strutture.

Quando i ricercatori hanno chiesto riguardo alla capacità di eseguire il sequenziamento dell'intero genoma, i risultati hanno mostrato che più della metà dei rispondenti, il cinquantadue per cento, può gestire l'intero processo all'interno delle proprie mura. Questo flusso di lavoro prevede l'estrazione del materiale genetico dai batteri, la sua preparazione per la lettura e l'esecuzione della macchina di sequenziamento. La maggior parte di questi laboratori, l'ottantotto per cento, estrae il DNA autonomamente, utilizzando principalmente kit che si affidano a colonne per filtrare e purificare il materiale genetico. Man mano che il processo si sposta verso le fasi successive, come l'analisi delle enormi quantità di dati prodotte dalle macchine di sequenziamento, la dipendenza dall'aiuto esterno aumenta. Ciò evidenzia un collo di bottiglia significativo: mentre il sequenziamento fisico sta avvenendo, la capacità di interpretare i risultati fatica. Ogni singolo rispondente che ha risposto alla domanda sulla bioinformatica ha dichiarato di affrontare sfide. Hanno citato la mancanza di accesso a computer potenti capaci di gestire dati complessi e una carenza di spazio per archiviare i file digitali.

Lo studio conclude che esiste una solida base di capacità per supportare la sorveglianza genomica della sepsi neonatale presso le istituzioni partecipanti. La capacità di far crescere i batteri e persino di sequenziare i loro genomi esiste in più della metà dei laboratori intervistati. Tuttavia, il percorso per utilizzare questa tecnologia al suo pieno potenziale non è ancora chiaro. I ricercatori hanno scoperto che sono ancora necessari investimenti significativi per rafforzare i programmi di emocoltura, garantire catene di approvvigionamento affidabili per i materiali necessari, espandere le capacità di sequenziamento e costruire l'infrastruttura digitale necessaria per analizzare e condividere i dati. Questi risultati aiuteranno a guidare la creazione di protocolli standardizzati che si adattino alle diverse realtà dei laboratori in tutto il continente, garantendo che la promessa della sorveglianza genetica possa infine proteggere i pazienti più vulnerabili.