Streptococcus mitis e Streptococcus oralis normalmente colonizzano la bocca umana ma possono anche causare infezioni. S. mitis e S. oralis sono cause comuni di malattie invasive, compresa la batteriemia, in particolare nei pazienti immunocompromessi. Di conseguenza, sono patogeni primari per lo sviluppo dell’endocardite infettiva (IE). La resistenza agli antibiotici in S. mitis e S. oralis è in aumento, con conseguente riduzione delle opzioni di trattamento e necessità di una comprensione più profonda della fisiologia di base di questi organismi. Nonostante la loro importanza, i geni che permettono a S. mitis e S. oralis di proliferare nel flusso sanguigno e sulle valvole cardiache non sono stati chiariti. Inoltre, gli isolati di infezione sono scarsamente rappresentati nelle analisi di sequenziamento del genoma, quindi non si sa se questi ceppi possiedono caratteristiche uniche che migliorano la loro capacità di proliferare nel flusso sanguigno e sulle valvole cardiache. La ramificazione è che alcuni pazienti possono essere a più alto rischio di infezione con S. mitis o S. oralis a causa dei ceppi nei loro microbiomi; l’identificazione di queste caratteristiche del ceppo insieme ai fattori di rischio del paziente per avere questi ceppi consentirebbe una profilassi più efficace e un trattamento rapido. La ricerca qui proposta utilizza approcci di sequenziamento del genoma e mutagenesi per indagare i meccanismi genetici della virulenza in questi batteri.
Nell’obiettivo 1, gli isolati di batteriemia e di endocardite ottenuti dalla raccolta retrospettiva saranno sequenziati e confrontati con gli isolati orali usando approcci filogenomici.
Lo scopo 1 affronta due obiettivi: A. Verificare l’ipotesi che specifiche caratteristiche genetiche siano associate all’infezione da S. mitis e S. oralis. B. Definire le differenze genomiche tra S. mitis e S. oralis. Le caratteristiche dei pazienti saranno anche correlate per determinare se il risultato dell’infezione è più associato alla virulenza dell’organismo rispetto alle caratteristiche dell’ospite.
L’obiettivo 2 utilizzerà la mutagenesi mirata e la mutagenesi dei trasposoni con sequenziamento (Tn-Seq) per identificare i geni richiesti per la crescita di S. mitis e S. oralis nel sangue e nelle vegetazioni endocardiche simulate. Al completamento, questi obiettivi chiariranno cosa significa essere S. mitis o S. oralis, potenzialmente identificando geni o fenotipi rapidamente discriminatori per le due specie; determinare se esistono lignaggi ad alto rischio che sono arricchiti con tratti patogeni e/o resistenza agli antibiotici; e iniziare ad affrontare se l’infettività è una caratteristica fondamentale di S. mitis e S. oralis, migliorata dalla variazione di sequenza e dal trasferimento genico orizzontale, e/o se la virulenza dipende maggiormente dalle caratteristiche individuali dell’ospite.
Rilevanza per la salute pubblica
Gli streptococchi del gruppo viridans, in particolare Streptococcus mitis e S. oralis, sono tra le cause principali di batteriemia ed endocardite infettiva. I meccanismi che questi normali colonizzatori orali umani utilizzano per proliferare nel flusso sanguigno e sulle valvole cardiache sono sconosciuti. La ricerca qui proposta utilizza il sequenziamento del genoma e approcci di modellazione in vitro per indagare i meccanismi genetici per la virulenza in questi batteri.