Nuove strategie per le infezioni correlate al biofilm (Diafilm)

L'infezione delle protesi articolari è una complicanza comune che può verificarsi in qualsiasi momento dopo l'impianto. Queste infezioni richiedono una diagnosi tempestiva e accurata per garantire una gestione chirurgica e medica ottimale del paziente infetto. Nonostante le infezioni acute che si verificano nelle prime settimane dopo l'intervento chirurgico siano facili da diagnosticare o quando sono associate a batteriemia, la diagnosi diventa difficile quando l'infezione si sviluppa per diversi mesi prima della diagnosi o è causata da patogeni a bassa virulenza. Le infezioni protesiche articolari e più in generale le infezioni osteo-articolari rappresentano le classiche infezioni correlate al biofilm. Il biofilm è solitamente definito come una comunità microbica avvolta in una matrice polimerica autoprodotta. La produzione di biofilm consente ai batteri di aderire strettamente a substrati inerti e biotici, eludere le difese dell'ospite e resistere agli antibiotici costruendo una barriera fisica alla penetrazione degli antimicrobici e favorendo la diffusione dei determinanti della resistenza. Le colture microbiologiche contribuiscono alla diagnosi dell'infezione, fornendo l'identificazione del patogeno e, soprattutto, la definizione della suscettibilità agli antibiotici. Tuttavia, in circa il 15-20% dei casi, la coltura non riesce a far crescere il patogeno. La diagnosi di infezione dell'articolazione protesica può verificarsi prima o durante l'intervento. In entrambi i casi l'analisi del liquido sinoviale è fondamentale, soprattutto se eseguita prima dell'intervento chirurgico quando i risultati della coltura, dell'esterasi leucocitaria, del test dell'alfa defensina, della conta leucocitaria e del differenziale possono portare a definire la strategia più accurata per affrontare i pazienti con fallimento dell'impianto. Tuttavia, la coltura del liquido sinoviale è caratterizzata da una sensibilità limitata rispetto, ad esempio, alla coltura di tessuti periprotesici o componenti dell'impianto. Una delle cause della minore sensibilità della coltura del liquido sinoviale potrebbe essere la presenza dei cosiddetti "biofilm like aggregates", agglomerati di microrganismi incorporati in una matrice che si è ipotizzata funga da barriera protettiva. Il test dell'esterasi leucocitaria può dare risultati falsi positivi in ​​campioni fortemente contaminati da sangue o con reazione metallo su metallo, mentre i costi elevati per la determinazione dell'alfa defensina ne limitavano notevolmente l'uso. D'altra parte, gli studi volti a valutare altri marcatori sinoviali di infezioni come la calprotectina sono insufficienti per supportarne l'uso nella diagnosi di routine dell'infezione delle protesi articolari.

Un approccio alternativo alla diagnosi di queste infezioni potrebbe essere rappresentato dall'utilizzo della microscopia confocale a scansione laser (CLSM) che permette di rilevare i microrganismi nel liquido sinoviale e nei tessuti. Questo nuovo approccio potrebbe anche essere utilizzato per una diagnosi "in tempo reale" durante l'intervento chirurgico in attesa dei risultati della coltura.

Un altro problema nella diagnosi delle infezioni delle protesi articolari è legato alla valutazione della suscettibilità antimicrobica. Infatti, è ben noto che i batteri incorporati nel biofilm sono più resistenti agli antibiotici rispetto alla loro controparte planctonica. Poiché i metodi disponibili per la determinazione della suscettibilità agli antibiotici si basano su cellule planctoniche, si può ipotizzare che sottovalutino la reale concentrazione antimicrobica in grado di inibire la crescita di batteri incorporati in un biofilm come avviene durante l'infezione. Sebbene siano stati proposti diversi metodi per valutare il modello di suscettibilità antimicrobica dei microrganismi del biofilm, nessuno di essi è stato proposto per l'uso di routine. Tuttavia, in alcuni casi in cui la terapia non riesce a sradicare l'infezione, la valutazione della suscettibilità agli antibiotici dei batteri incorporati nel biofilm potrebbe fornire informazioni importanti per ottimizzare la terapia antimicrobica.

Pertanto, la diagnosi delle infezioni correlate al biofilm, in particolare quelle protesiche, è piuttosto lontana dall'essere ottimizzata. In questo senso, lo sviluppo di un panel in grado di abbreviare i tempi di turn around delle analisi microbiologiche e di migliorare la gestione del paziente potrebbe migliorare significativamente l'approccio al paziente, limitando il peggioramento della qualità della vita del paziente e riducendo i costi per il sistema sanitario.