Assay sensitivity and the interpretation of culture-based disc microbiology studies: a scoping review

Il mal di schiena cronico è un'esperienza umana universale, un dolore pesante e persistente che può rubare anni di vita e di movimento. Per un gruppo specifico di pazienti, i medici possono scorgere un indizio in una scansione RM: piccole chiazze di infiammazione o grasso nelle ossa dove la colonna vertebrale incontra i dischi, note come cambiamenti di Modic. Per anni, i ricercatori si sono chiesti se questi cambiamenti siano causati da un'infezione batterica silenziosa e a basso livello che si nasconde nel profondo della colonna vertebrale, piuttosto che dal semplice logorio. Il sospettato più comune è un batterio chiamato Cutibacterium acnes, un germe che solitamente vive innocuamente sulla pelle umana ma che può talvolta causare problemi quando penetra in profondità nel corpo. Se questa teoria fosse vera, il trattamento potrebbe essere semplice quanto l'uso di antibiotici. Ma se i batteri non fossero presenti, o se i test utilizzati per trovarli fossero difettosi, i pazienti potrebbero essere trattati inutilmente o lasciati senza sollievo. La domanda centrale è stata difficile da rispondere perché i batteri, se presenti, sono probabilmente molto pochi in numero, sparsi raramente all'interno del resistente tessuto della colonna vertebrale.

Una nuova revisione della letteratura scientifica, guidata da ricercatori di diverse istituzioni tra cui Persica Pharmaceuticals e l'Università Rockefeller, suggerisce che la confusione che circonda questa infezione derivi non dalla mancanza di prove, ma dalla mancanza di coerenza nel modo in cui gli scienziati la cercano. Il team ha esaminato decine di studi che hanno cercato di far crescere batteri da tessuto discale umano. Hanno scoperto che i metodi utilizzati per testare questi campioni variavano enormemente, e molti studi non riportavano i dettagli specifici necessari per sapere quanto fossero sensibili i loro test. In termini semplici, alcuni ricercatori utilizzavano minuscoli pezzi di tessuto e li elaboravano in modi che avrebbero probabilmente mancato un piccolo numero di batteri, mentre altri utilizzavano campioni più grandi e tecniche più accurate. Poiché il carico batterico è presumibilmente molto basso, queste differenze di metodo non sono dettagli minori; sono il fattore decisivo tra il trovare un'infezione e dichiarare un campione sterile.

I ricercatori hanno mappato i metodi utilizzati in questi studi e hanno scoperto un panorama caotico di tecniche. Alcuni studi utilizzavano campioni di tessuto che pesavano solo pochi milligrammi, mentre altri utilizzavano campioni vicini a un grammo di peso. Alcuni ricercatori sminuzzavano il tessuto in piccoli pezzi e lo mescolavano in un grande volume di liquido, il che diluisce eventuali batteri presenti, mentre altri mantenevano il volume ridotto. Alcuni studi cercavano i batteri solo per due o tre giorni, mentre batteri a crescita lenta potrebbero aver bisogno di una settimana o più per manifestarsi. La revisione ha evidenziato che solo una minima frazione degli studi ha fornito informazioni sufficienti per calcolare il numero minimo di batteri che il loro test potesse potenzialmente rilevare. Senza questo numero, un risultato negativo — un test che dice "nessun batterio trovato" — non può essere considerato affidabile come prova che il tessuto sia pulito. Potrebbe semplicemente significare che il test non era abbastanza sensibile da vedere i pochi batteri che erano presenti.

Uno dei risultati più sorprendenti è stato come queste differenze metodologiche potessero cambiare l'esito di uno studio. Gli autori hanno confrontato un protocollo ad alta sensibilità, che utilizzava un grande campione di tessuto, una miscelazione accurata e un lungo periodo di incubazione, con un protocollo a bassa sensibilità che utilizzava un piccolo campione e una grande diluizione. La matematica ha dimostrato che il metodo a bassa sensibilità era circa ottanta volte meno probabile nel rilevare un'infezione a basso livello rispetto a quello ad alta sensibilità. Se uno studio avesse utilizzato il metodo meno sensibile, avrebbe probabilmente mancato la stragrande maggioranza delle infezioni che il metodo migliore avrebbe catturato. Questo aiuta a spiegare perché alcuni studi riportano il ritrovamento di batteri nella maggior parte dei pazienti, mentre altri non ne riportano alcuno. I batteri potevano essere presenti in entrambi i casi, ma gli strumenti usati per trovarli erano troppo rudimentali per il compito, rendendo impossibile distinguere una vera infezione da una mancanza di rilevamento.

La revisione ha anche sottolineato che molti studi non hanno chiarito se i pazienti avessero ricevuto antibiotici prima dell'intervento chirurgico. Questi farmaci vengono spesso somministrati per prevenire le infezioni durante l'operazione, ma possono anche uccidere proprio i batteri che i ricercatori stanno cercando di trovare. Se un paziente aveva ricevuto un antibiotico specifico efficace contro il germe sospettato, e il tessuto è stato prelevato poco dopo, i batteri potrebbero essere morti o troppo deboli per crescere in una coltura, portando i ricercatori a concludere erroneamente che il tessuto fosse sterile. Gli autori hanno notato che un antibiotico comune, la cefazolina, può effettivamente penetrare in profondità nel tessuto del disco, il che significa che potrebbe sopprimere la crescita batterica anche se i batteri fossero presenti. Poiché molti studi non hanno tracciato questa variabile, rimane impossibile sapere quanto l'uso di questi farmaci abbia influenzato i risultati.

L'aspetto forse più significativo identificato è stato il modo in cui i ricercatori decidevano cosa contasse come un'infezione rispetto a un contaminante. In un contesto a basso carico, dove i batteri sono pochi e sparsi, trovare un piccolo numero di colonie in una piastra di Petri è ambiguo. Alcuni studi scartavano automaticamente i numeri bassi come contaminazione della pelle o dell'ambiente, mentre altri li trattavano come segno di infezione. La revisione ha scoperto che queste decisioni erano spesso basate su soglie arbitrarie piuttosto che su una comprensione validata di quanti batteri siano necessari per causare una malattia. Senza una regola chiara e standardizzata, lo stesso risultato può essere etichettato come una malattia in uno studio e come un errore in un altro. Gli autori sostengono che il campo debba allontanarsi da queste soglie basate sulle supposizioni e muoversi verso metodi quantitativi che possano contare accuratamente i batteri e riportare i limiti del loro rilevamento.

Gli autori concludono che l'attuale corpo di ricerca è troppo incoerente per trarre conclusioni certe sul ruolo dei batteri nel mal di schiena cronico. La variazione nel modo in cui i campioni vengono raccolti, elaborati e analizzati rende impossibile confrontare direttamente gli studi o considerare i risultati negativi come prova definitiva di sterilità. Suggeriscono che la ricerca futura debba essere più rigorosa, richiedendo agli scienziati di riportare esattamente quanto tessuto hanno usato, come lo hanno elaborato, quanto tempo hanno aspettato per i risultati e qual era il limite minimo di rilevamento del loro test. Finché questi standard non saranno adottati, la questione se un'infezione batterica silenziosa guidi il mal di schiena cronico rimarrà offuscata dall'incertezza metodologica. La strada da seguire non risiede in più studi con metodi diversi, ma in meno studi, meglio progettati, che possano finalmente vedere ciò che si nasconde nell'oscurità.