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How likely is bird flu pandemic? Scientists aren’t sure how long it might take before a strain of the bird flu evolves to spread through the air among humans.

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How the STD Chlamydia evolves into new strains If Chlamydia strains happen to be in the same person at the same time, they can swap DNA and mutate.

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Cool Killers: The Beauty of Deadly Pathogens

1. Putting a New Twist on Speciation: Campylobacter Cells Reunite At Last

C. jejuni and C. coli are microaerophilic bacteria that have a characteristic corkscrew shape. Both belong to the same genus, Campylobacter (which means “twisted bacteria”). They are the foodborne pathogens responsible for the campylobacteriosis infection, which can cause periodontitis, dysentery, and inflammatory diarrhea.

Scientists recently discovered that C. jejuni and C. coli are beginning to merge into one species through a process called hybridization. Though they share about 85 percent of their genetic code, the two species have traditionally been very different, having adapted to fill specific niches inside the guts of chicken, cows, and other livestock.

But because of industrialized farming—which involves keeping livestock in ultra-close proximity—C. jejuni and C. coli have been pushed closer together, facilitating the exchange of genes through a process called hybridization.

This false-color electron-microscope image shows Campylobacter cells clumping together.

2. High-Tailing It: Listeria Moving Through a Cell

Listeria monocytogenes, a rod-shaped bacterium, is one of the world’s deadliest foodborne pathogens. It causes listeriosis, a group of life-threatening diseases that include meningitis, encephalitis, pneumonia, septicemia, and intrauterine or cervical infections in pregnant women. The latter account for around 27 percent of the 500 listeria deaths that occur in the U.S. every year.

L. monocytogenes infects and moves through white blood cells using actin rockets, also known as “comet tails.” The rockets work like this: A protein anchored to the bacterium’s membrane triggers the rapid polymerization of the protein actin; this provides an explosive boost, so the bacterium can push through the membrane of white blood cells and burst out to infect another cell.

In this image, the bacteria (shown in red) are traveling around a cell using their bright actin rockets.

3. The Pretty Invasion: Endothelial Cells Infected by Cytomegalovirus

More commonly known as human herpesvirus 5 or HCMV, cytomegalovirus is the most frequently transmitted intrauterine infection and can result in serious disabilities at birth, though most people will exhibit only mild symptoms or none at all.

About 1 in 150 children is born with congenital CMV, and 1 in 750 children suffers from permanent disabilities due to the infection. This multicolor immunofluorescence image shows human endothelial cells being infected by cytomegalovirus.

4. Microcellular Warfare: When Neutrophils Attack

Streptococcus pyogenes, a spherical bacteria that typically grows in long chains, can cause minor infections like impetigo to potentially deadly diseases like streptococcal toxic shock syndrome. The cells possess a number of defense mechanisms, known as virulence factors, which allow them to evade the host’s immune system and spread through its tissues.

In this image, human neutrophils—white blood cells that are one of the body’s first lines of defense—are engulfing S. pyogenes cells through a process known as phagocytosis.

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(Image source:http://www.human-healths.com)

Botulin toxin, produced by Clostridium botulinum bacteria, is so potent, that it takes about 75 nanograms to kill a person. It is used to produce Botox injections.

It is commonly found in soil, improperly preserved food, especially home-made canned food and the spores can survive the temperature of boiling water.

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Cuddling dying pets can give owners deadly infections Close contact with animals puts devoted pet owners at greater risk of contracting life-threatening bacterial infections.

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“We are excited about this finding,” says Ilene Gipson, Ph.D., the study’s principal investigator and a senior scientist at the Schepens. “Our discovery may ultimately lead to new ways of diagnosing, treating and preventing bacterial infections originating not only in the eye but in other parts...

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Isolata in India una forma di tubercolosi incurabile

I medici indiani hanno identificato una forma di tubercolosi che è risultata resistente a tutti gli antibiotici disponibili (TDR-TB: Totally Drug-Resistant Tubercolosis). Quello indiano è il terzo caso documentato dopo quelli registrati in Italia nel 2007 e in Iran nel 2009.

"La TDR-TB non è un evento completamente nuovo" dice Giovanni Migliori, direttore del Centro per la Tubercolosi e le Malattie Polmonari dell'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), di Tradate (Italia), anche se i casi di forme di tubercoli altamente resistenti ai farmaci sono aumentati negli ultimi 10 anni.

La isoniazide e la rifampicina sono i due antibiotici che fin dagli anni '60 sono utilizzati per il trattamento standard della tubercolosi. All'inizio gli episodi di forme resistenti erano rari, ma a partire dal 1990 i casi sono sempre più frequenti e nel 2006 i ricercatori hanno cominciato a nominare queste forme con la sigla XDR-TB (tubercolosi estensivamente resistenti ai farmaci). I dati di sorveglianza dell'OMS indicano che forme di XDR-TB sono presenti in 58 paesi per un totale di circa 25 000 casi l'anno.

L'insorgenza e la diffusione di forme resistenti di tubercolosi è il risultato della cattiva gestione della malattia. In molti casi la "malattia dei poveri" (definizione OMS della tubercolosi) viene trattata in maniera sbagliata, non seguendo i tempi e i regimi previsti dai protocolli medici, il che contribuisce ad aumentare ulteriormente i tassi di insorgenza di forme farmaco-resistenti.

Da non sottovalutare il problema diagnostico: il metodo ufficiale dell'OMS prevede l'analisi al microscopio dell'espettorato dei pazienti. Questo test, benché molto economico, non permette di diagnosticare tutti i casi ed inoltre non dà nessuna informazione relativa alla suscettibilità o alla resistenza agli antibiotici. Nel 2010 ha approvato un metodo rapido e completamente automatico, noto come Xpert, che consente non solo di diagnosticare la malattia, ma anche di verificare se il microrganismo responsabile è resistente alla rifampicina (uno dei farmaci utilizzati). Oggi sono 26 i Paesi che usano questo sistema e presto sarà l'utilizzo sarà esteso ad altri 145 Paesi che potranno acquistare i kit di analisi a prezzi ridotti.

Un altro fattore che ha contribuito in maniera determinante alla diffusione delle forme di tubercolosi antibiotico-resistenti è la mancanza di immissione nel mercato di nuovi farmaci negli ultimi 50 anni. Le industrie farmaceutiche non avevano interessi a sviluppare nuovi farmaci anti-tubercolinici, in quanto lo ritenevano un mercato poco allettante e con scarsi profitti.

Grazie alle nuove collaborazioni tra pubblico e privato, la tendenza si sta invertendo e nel solo 2011 sono ben 10 i nuovi farmaci che vengono testati in trials clinici per accorciare la durata dei trattamenti (moxifloxacina) o per contrastare le forme resistenti.

Fonte: http://www.nature.com/news/totally-drug-resistant-tb-emerges-in-india-1.9797

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Test rapido per l'identificazione dello Staphylococcus aureus

 Un nuovo test rapido per l'identificazione dei batteri del genere Staphilococcus aureus è stato sviluppato dai ricercatori del Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) e del Centers for Desease Control and Prevention (CDC).

La novità di questa tecnica consiste nell'associazione delle tecniche di infezioni fagiche con la spettrometria di massa. Questa consentirà di analizzare, e quantizzare, un gran numero di campioni in poche ore, riducendo enormemente i tempi di identificazione di questi batteri, che attualmente richiedono 1-2 giorni di analisi. I dettagli sono riportati nell'articolo pubblicato nel numero di Gennaio di Molecular and Cellular Proteomics dagli ideatori del test: Facundo Fernandez, professore alla School of Chemistry and Biochemistry di Georgia Tech, e dai ricercatori del CDC Carrie Pierce, Jon Rees e John Barr.

La prima fase del test consiste nell'iniettare una quantità nota di fagi marcati con azoto radioattivo (azoto-15) nel campione. Questi fagi (i virus dei batteri) andranno ad infettare esclusivamente le cellule batteriche vive di S. aureus. All'interno dei batteri i fagi si duplicheranno, amplificando il segnale radioattivo. Dopo un paio d'ore di incubazione, dai campioni viene recuperata la componente proteica del rivestimento dei fagi che viene ridotta in frammenti più piccoli (peptidi) attraverso la digestione con un enzima specifico, la tripsina. La miscela di peptidi ottenuta viene successivamente analizzata mediante una tecnica di cromatografia liquida associata alla spettrometria di massa (LC-MS), che permette di riconoscere i peptidi specifici dei fagi e, per via indiretta, di misurare la concentrazione di S. aureus nel campione.

"La forza di questa tecnica è di accoppiare un metodo per caratterizzato per l'identificazione batterica con un dispositivo di rilevamento moderno, come è la spettrometria di massa" spiega Barr, responsabile della spettometria di massa biologica al CDC. "Etichettando i fagi con isotopi di azoto pesante, siamo in grado di utilizzare la spettrometria di massa per distinguere efficacemente tra i fagi introdotti nel campione (genitori) e quelli che si sono sviluppati all'interno dei batteri (figli), migliorando così la selettività del metodo."

Il prototipo è stato ottimizzato per rilevare basse concentrazioni di batteri, ciò dovrebbe consentire ai medici di diagnosticare infezioni da Stafilococchi ancora nelle fasi iniziali, senza attendere i tempi necessari all'arricchimento delle colture. Accoppiato con gli standard di robotica di laboratorio, sarà possibile ridurre ulteriormente il lavoro manuale e, soprattutto, si potrà abbandonare l'interpretazione soggettiva dei risultati peculiare delle tecniche tradizionali.

"Un altro aspetto interessante di questo metodo è che apportando piccole modifiche alle procedure si potrà determinare, oltre all'identificazione dei batteri, anche la suscettibilità o la resistenza agli antibiotici, ampliando le applicazioni di questo nuovo test" conclude Rees.

L'unica nota negativa è relativa al costo della strumentazione. Benché gli autori sostengano che questo test sarebbe più economico di quelli tradizionali, dotarsi di uno strumento di LC-MS richiede un impegno finanziario iniziale non indifferente, circa 150.000 €; una cifra che richiederebbe qualche anno per essere ammortizzata.

Fonte:http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?nid=77901

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FDA proibisce l'uso delle cefalosporine negli allevamenti

La FDA (Food and Drug Administration) ha emesso un'ordinanza che proibisce l'uso degli antibiotici appartenenti alla classe delle cefalosporine per bovini, suini, polli e tacchini, a partire dal 5 Aprile 2012.

L'iniziativa dell'ente americano è stata presa per preservare l'efficacia delle cefalosporine per il trattamento delle infezioni nell'uomo. Proibendo l'uso di questi antibiotici negli animali, si riduce il rischio di favorire l'insorgenza di batteri patogeni cefalosporine-resistenti.

FDA ha proibito l'uso chiamato 'extralabel', ovvero utilizzare i farmaci al di fuori delle indicazioni terapeutiche approvate per quanto riguarda quelle specie animali oggetto di allevamenti a scopo alimentare. Le proibizioni riguardano:

uso di cefalosporine a dosi, frequenze, durata e tasso di somministrazione non approvate;

uso di cefalosporine in bovini, suini, polli e tacchini che non sono state approvate per queste specie (ad esempio farmaci approvati per l'uso umano o per animali da compagnia);

uso di cefalosporine per la prevenzione delle malattie

"Crediamo che questo sia un passo fondamentale per preservare l'efficacia di questa importate classe di antimicrobici, tenendo conto della necessità di tutelare la salute sia degli esseri umani sia degli animali" ha dichiarato Michael R. Taylor, Deputy Commisioner for Foods, alla FDA.

Questo ordine di divieto è sottoposto a un "periodo di commento" (dal 6 Gennaio al 6 Marzo 2012), durante il quale chiunque può inviare i suoi commenti sul dispositivo al sito www.regulations.gov. FDA valuterà le osservazioni prima dell'entrata in vigore del divieto il 5 Aprile 2012.

Il nuovo ordine di divieto ha un periodo di commento che inizierà il 6 gennaio 2012 e chiudere il 6 marzo 2012. Per commentare su ordine di divieto, visita www.regulations.gove inserire FDA-2008-N-0326 nella casella delle parole chiave. Dopo il periodo dicommento, la FDA esaminano le osservazioni prima della fine del divieto di entrare invigore il 5 aprile 2012.

Fonte: http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm285704.htm

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Un video prodotto da 'Mechanisms in Medicine' sul meccanismo di azione degli antibiotici beta-lattamici e sui meccanismi dell'antibiotico-resistenza

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Dosi dimezzate per trattare il tracoma

Uno studio condotto dall'Università di California - San Francisco dimostra come sia possibile trattare le infezioni agli occhi (tracoma) che possono causare cecità con trattamenti ogni sei mesi invece che ogni anno.

Nell'articolo pubblicato sulla rivista The Lancet, i ricercatori americani spiegano di aver condotto uno studio trattando i pazienti affetti da tracoma di 24 villaggi in Etiopia (uno dei paesi più colpiti da questo tipo di infezioni) con lo stesso antibiotico, l'azitromicina. In 12 villaggi i malati sono stati trattati ogni 6 mesi, mentre negli altri 12 sono stati trattati con cadenza annuale.

"L'incidenza del tracoma in questi villaggi era molto alta, circa il 40-50% dei bambini era affetto da queste infezioni", spiega l'oftalmologo Bruce Gaynor, uno degli autori.

I ricercatori hanno riscontrato che in entrambi i gruppi le infezioni diminuivano drasticamente, fino a scomparire in alcuni villaggi, indipendentemente dalla frequenza del trattamento. "Si può davvero ottenere lo stesso con meno" conclude Gaynor.

Basandosi sulle conclusioni di questo lavoro, in futuro sarà possibile trattare un numero doppio di pazienti con le stesse dosi utilizzate oggi per contrastare il tracoma, una malattia che colpisce circa 41 milioni di persone e causa la cecità in 8 milioni di casi a causa dei mancati trattamenti. Attualmente 150 milioni di dosi vengono distribuite ogni anno per curare questa malattia. Diversamente dagli altri antibiotici, ancora non sono state individuati ceppi di Chlamydia trachomatis, il batterio che causa il tracoma, resistenti all'azitromicina.

Fonte: http://www.ucsf.edu/news/2011/12/11189/breakthrough-treatment-prevent-blindness

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Vancomicina: nuova applicazione contro le infezioni associate alla diarrea

La FDA (Food & Drug Administration) ha approvato un nuovo utilizzo per il farmaco Vancocin® (Vancomicina cloridrato in capsule), commercializzato dalla ViroPharma, per il trattamento delle infezioni da Clostridium difficile associate a diarrea (CDAD).

Per presentare la nuova documentazione che consentisse la nuova applicazione di questo antibiotico, la ViroPharma ha acquistato dalla Genzyme Corporation lo studio che era stato condotto su 260 pazienti affetti da CDAD. In cambio la Genzyme riceverà royalties sulle vendite per i prossimi tre anni.

Per facilitare l'approvazione e la messa in commercio con la nuova applicazione, la FDA, oltre a concedere un'esclusività di tre anni a ViroPharma, ha approvato una nuovo tipo di etichetta che contiene informazioni importanti per i medici e i pazienti:

Dati sulla sicurezza e l'efficacia clinica delle capsule di Vancocin, inclusa l'efficacia con il ceppo più letale e epidemico, BI/NAP1;

Un'istruzione sul monitoraggio delle funzioni renali in tutti i pazienti;

Un'instruzione per i pazienti anziani affinché non interrompano prematuramente il trattamento per passare ad altre terapie;

Uno specifico regime di dosaggio per i pazienti affetti da CDAD.

"Questa nuova etichetta fornisce ai medici una migliore comprensione su come trattare e monitorare i pazienti che soffrono di infezioni gravi, e spesso in pericolo di vita, che richiedono una terapia orale Vancocin", ha detto Vincent Milano, presidente di ViroPharma.

Fonte: http://ir.viropharma.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=633445

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Questo è il podcast # 6 pubblicato su Scientificast, il primo podcast scientifico italiano. Circa un quarto di questo episodio (dal minuto 15:30 al minuto 27:15) è dedicato agli antibiotici e al fenomeno della farmaco-resistenza.

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Disinfettante a base di virus

I batteriofagi sono i virus dei batteri. All'Università di Tel-Aviv (Israele), Udi Qimron, del Dipartimento di Clinica Microbiologica e Immunologia, ha pensato di modificare geneticamente questi fagi in modo che, quando infettano i batteri antibiotico-resistenti, gli trasferiscono geni che rendono nuovamente questi microrganismi sensibili ad alcuni antibiotici.

Come descritto nell'articolo pubblicato sulla rivista Applied and Environmental  Microbiology, la soluzione di batteriofagi modificati può essere aggiunta ai comuni detergenti antibatterici utilizzati per pulire le superfici negli ospedali. "Queste soluzioni di fagi sono facili ed economici da preparare, facili da utilizzare e non sono tossiche" fa notare Qimron.

In dettaglio, i ricercatori dell'università israeliana sono partiti dal presupposto che molti antibiotici agiscono andando ad inibire la sintesi dei ribosomi, la struttura cellulare coinvolta nella sintesi delle proteine. L'esposizione continua dei batteri agli antibiotici, gli consente di adattare la struttura dei ribosomi in modo da rendere inefficace l'azione dei farmaci. Qimron e i suoi colleghi sono riusciti a determinare che reintroducendo il gene rpsL nei ribosomi, i microganismi ritornano ad essere sensibili agli antibiotici. Questa pratica consentirebbe inoltre di utilizzare gli antibiotici tradizionali per trattare le infezioni batteriche.

Il gruppo di Qimron ha poi pensato di combinare una soluzione di fagi con un composto a base di tellurite (ossianioni di tellurio), un agente molto tossico per i batteri. Secondo i ricercatori questa combinazione avrebbe un doppio effetto: i fagi disarmano i microrganismi, rendendoli sensibili agli antibiotici, e la tellurite finisce il lavoro eliminando i sopravvissuti.

"Il prossimo passo sarà di testare questo nuovo "disinfettante al virus" in trials pre-clinici sugli animali per verificarne la sicurezza" dice Qimron. "Una volta che sarà garantita la non-tossicità per l'uomo, questo prodotto potrà essere utilizzato in soluzione direttamente in bottiglie in formato spray o da aggiungere all'acqua come detergente per lavare i pavimenti"-

Fonte: http://www.aftau.org/site/News2?page=NewsArticle&id=15659

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Un nuovo target per contrastare il batterio della gastrite

I ricercatori dell'Università di Hong Kong sono riusciti a identificare il meccanismo attraverso il quale il batterio Helicobacter pylori, responsabile principale dell'ulcera peptica e del cancro allo stomaco, riesce a trasformare l'ambiente acido dello stomaco in un luogo favorevole per la sua crescita.

H. pylori è l'unico batterio noto in grado di prosperare nello stomaco umano. Non è chiaro come si possa propagare, anche se i ricercatori sospettano che si potrebbe diffondere attraverso il cibo o acqua contaminati. Questi microrganismi danneggiano il rivestimento della mucosa intestinale consentendo all'acido presente nello stomaco di erodere il rivestimento dell'organo, provocando ulcere.

Più della metà della popolazione mondiale ha l'infezione da H. pylori, ma inspiegabilmente la maggior parte non sviluppa ulcere. Gli antibiotici esistenti possono curare 80-90% delle ulcere causate dal patogeno, tuttavia anche questo batterio nel corso degli anni ha sviluppato resistenza agli antibiotici, fenomeno al quale hanno contribuito i medici pronti a prescrivere i farmaci anche ai pazienti infetti che non presentavano nessun sintomo.

"C'è un bisogno urgente di sviluppare nuovi farmaci e strategie alternative per la lotta contro l'infezione da H. pylori prima che la prevalenza della resistenza agli antibiotici sfugga di mano", dice Ivan Fong, uno degli autori dell'articolo pubblicato su Journal of Biological Chemistry .

La ricerca è incentrata sulla composizione biochimica dei complessi proteici che consentono la sopravvivenza di H. pylori in un ambiente generalmente ostile. La chiave sarebbe l'enzima ureasi che, liberando ioni ammonio a partire dall'urea (una molecola presente nel nostro organismo) consente al microrganismo di neutralizzare l'ambiente acido dello stomaco. Affinché questa proteina svolga le sue funzioni correttamente, deve legare due atomi di nichel.

Inizialmente i ricercatori, guidati dal professore Kam-Bo Wong, non capivano in che modo l'ureasi potesse raggiungere la corretta conformazione in modo da poter neutralizzare l'acido, anche se c'erano quattro proteine sospette (UreE, UreF, UreG e UreH) sulle quali gli scienziati cinesi hanno focalizzato le loro ricerche.

Il meccanismo è stato svelato mediante esperimenti di cristallografia a raggi X, una tecnica che consente di ricostruire immagini in 3D delle proteine. In pratica la proteina UreH modifica la forma di UreF. Nella nuova conformazione UreF è in grado di legare una terza proteina UreG formando il complesso UreF-UreH-UreG che è in grado di "catturare" gli ioni nichel posizionandoli nella giusta posizione all'interno dell'ureasi. Il nichel è l'elemento fondamentale affinché avvenga la reazione che genera ioni ammonio, a partire dall'urea, per neutralizzare gli acidi dello stomaco.

Aver individuato la struttura molecolare e il meccanismo di azione delle proteine UreF e UreH consentirà di progettare farmaci specifici per la cura dell'ulcera. 

"Cpme l'ureasi attiva è un punto chiave per la sopravvivenza di H. pylori, così farmaci in grado di inattivare il complesso dell'enzima consentiranno di sradicare il patogeno attraverso nuove strategie", conclude Wong.

Fonte: http://www.asbmb.org/News.aspx?id=15311