Composizione del biofilm come biomarcatore predittivo per l'infezione dell'articolazione protesica (Biofilms)

Si stima che oltre l'80% delle infezioni umane sia il risultato della formazione di biofilm. I biofilm sono un accumulo di microrganismi (prevalentemente batteri) su una superficie, che si traduce in una comunità funzionale che fornisce resistenza agli antibiotici e un ambiente benefico per la crescita di specie patogene che altrimenti verrebbero rimosse dalle difese dell'organismo.

L'uso di impianti medici nella medicina moderna è diventato un evento sempre più comune, con l'artroplastica dell'anca e del ginocchio che rappresenta un gran numero di interventi chirurgici di impianti medici. Sfortunatamente, le infezioni provocano frequentemente il fallimento del dispositivo impiantato (circa l'1-2% per artroprotesi di ginocchio e anca), richiedendo un intervento chirurgico di revisione esteso. Attualmente non esistono biomarcatori predittivi per PJI e i test diagnostici richiedono che l'infezione abbia già preso piede e spesso possono essere altamente invasivi. La ricerca condotta dal NIH suggerisce che l'accumulo di batteri (noti come biofilm) può rappresentare oltre l'80% delle infezioni microbiche nel corpo umano e ha dimostrato di svilupparsi su impianti medici, come quelli utilizzati nell'artroplastica dell'anca e del ginocchio. I biofilm batterici sugli impianti medici sono poco conosciuti, rendendo il trattamento molto complesso.

Gli investigatori mirano a identificare biomarcatori predittivi precoci per PJI sulla base della valutazione della struttura del biofilm sugli impianti rimossi durante la chirurgia di revisione, sia come risultato di PJI che per cause asettiche come il fallimento meccanico. I ricercatori esploreranno la formazione del biofilm sulle protesi dell'articolazione dell'anca utilizzando il sequenziamento di nuova generazione (NGS) e la microscopia a raggi X a contrasto di fase 3D e confronteranno la diversità batterica e la struttura del biofilm tra campioni infetti e non infetti per rispondere a tre domande principali:

1. Gli investigatori possono descrivere accuratamente il microbioma caratteristico dei biofilm protesici dell'articolazione dell'anca?
2. Esiste un microbioma caratteristico distinto o una struttura del biofilm associata a PJI?
3. Gli investigatori possono rilevare tali membri caratteristici del biofilm come biomarcatori in semplici esami del sangue?