Infezioni Correlate agli Impianti in Pazienti con Sarcomi Scheletrici (IRISSAR)

Nell'oncologia ortopedica, il rischio e le conseguenze delle infezioni correlate ai dispositivi ortopedici (ODRI) sono accentuati poiché i pazienti spesso presentano risposte immunitarie compromesse a causa della malattia sottostante, della chemioterapia o delle radiazioni. Gli impianti utilizzati possono essere portanti al punto che è impossibile rimuoverli o sostituirli in caso di infezione, e quindi, nel peggiore dei casi, portare all'amputazione o alla morte. Rispetto all'incidenza dell'1-2% di PJI in una popolazione non oncologica con una protesi totale dell'anca o del ginocchio, i pazienti con una megaprostesi dovuta a sarcoma scheletrico presentano un'incidenza di infezione del 3-25%. Probabilmente i fattori legati al paziente, la chirurgia estesa e ripetuta e i grandi impianti ricostruttivi spiegano l'aumentata incidenza.

A nostra conoscenza, nessuno studio ha valutato il ruolo dei fattori microbiologici, come la produzione di biofilm e la suscettibilità in questa popolazione. Inoltre, i fattori immunologici carenti in questi pazienti, come la migrazione difettosa dei neutrofili, l'espressione delle citochine e lo scoppio respiratorio dei fagociti, coinvolti nell'uccisione dei microbi, potrebbero fornire un ambiente favorevole a fenotipi più virulenti. La conoscenza fondamentale sul ruolo del biofilm in questa popolazione potrebbe contribuire al miglioramento della pianificazione del trattamento e dei risultati.

Distinguere i patogeni causali dai contaminanti può essere impegnativo, specialmente nelle infezioni polimicrobiche. L'aggiunta della diagnostica metagenomica, ancora scarsamente utilizzata nella pratica clinica, potrebbe migliorare le sensibilità, ma l'accuratezza predittiva rimane un problema. Confrontare i risultati della coltura microbiologica convenzionale con il sequenziamento metagenomico sarebbe interessante per determinare l'accuratezza degli attuali metodi diagnostici.

Il presente studio è un progetto esplorativo che affronta la natura multifattoriale della PJI, concentrandosi sul fenotipo microbico nei pazienti con sarcoma scheletrico. Il ruolo dei fattori dell'ospite, del microbo e dell'impianto sarà indagato utilizzando una serie di metodi diversi e confrontato con i casi di PJI in pazienti con una protesi convenzionale dell'anca o del ginocchio.

Verranno prelevati campioni di sangue preoperatori e campioni di tessuto molle periprotesico, osso e liquido articolare saranno raccolti intraoperatoriamente. I pazienti verranno campionati durante l'intervento primario con megaprostesi a causa del sarcoma scheletrico e, in caso di PJI postoperatoria, verranno campionati nello stesso modo durante la chirurgia di revisione. Anche i pazienti sottoposti a reintervento a causa di PJI in una protesi totale convenzionale dell'anca o del ginocchio verranno campionati con sangue, osso, tessuto molle e liquido articolare intraoperatoriamente.

Verranno effettuati confronti descrittivi tra (i) tessuti periprotesici e tessuti di PJI prima e dopo l'infezione nei pazienti di oncologia ortopedica, e (ii) tessuti di PJI in pazienti di oncologia ortopedica e pazienti con PJI convenzionale, riguardo ai seguenti parametri:

Ruolo dell'ospite:

• Parametri clinici: punteggio ASA, diabete, BMI, età, sesso, uso di antibiotici 2 settimane prima dell'intervento, durata della chemioterapia, tipo di chemioterapia, cessazione della chemioterapia, insorgenza dei sintomi in caso di infezione, tipo di impianto, durata dell'intervento, tipo di osteosarcoma, grado e stadio, sede dell'intervento, lunghezza della resezione.
• Biochimica nel sangue (conteggio completo dei globuli bianchi con differenziale, densità dei neutrofili, PCR, procalcitonina, IL-6).
• Istologia e immunoistochimica (FISH per l'identificazione dei batteri, infiltrati infiammatori (presenza di cellule giganti da corpo estraneo), angiogenesi, necrosi tissutale)
• Espressione genica (marcatori correlati all'angiogenesi, all'infiammazione, al riconoscimento microbico e alla necrosi tissutale). In campioni selezionati inclusi in paraffina, sarà esplorata l'analisi con trascrittomica spaziale.

Ruolo del patogeno:

• Cinque colture tissutali per la coltura di routine (per determinare l'agente causale) e una aggiuntiva per l'estrazione del DNA batterico e il sequenziamento del gene 16S rRNA.
• I ceppi stafilococcici clinici isolati da PJI e endoprotesi tumorale al momento dell'infezione saranno caratterizzati e confrontati riguardo alla loro produzione fenotipica di biofilm, suscettibilità antimicrobica e presenza di geni di virulenza utilizzando CV, MBEC e NGS.
• Differenza nell'espressione genica dei geni correlati al biofilm tra ceppi stafilococcici di PJI (convenzionale e oncologia ortopedica) quando coltivati su titanio con precondizionamento sierico in vitro.