Rzęsistkowica: korelacje genotypu i fenotypu u kobiet afroamerykańskich

Pomimo poważnych konsekwencji dla zdrowia publicznego, jego powszechnego występowania, rosnącej oporności na leki i niepowodzeń leczenia, niewiele zrobiono w celu zbadania roli genotypu T. vaginalis w przenoszeniu, zjadliwości, występowaniu infekcji mieszanych i rozprzestrzenianiu się lekooporności, głównie z powodu brak odpowiednich testów do szybkiego typowania szczepów. Wcześniej stosowane techniki genotypowania Trichomonas są nieodpowiednie ze względu na problemy z szybkością analizy, czułością i odtwarzalnością między różnymi laboratoriami. Wielomiejscowe typowanie sekwencji (MLST) łączy szybkość, czułość, przenośność, dokładność i niezawodność poprzez określenie polimorfizmów sekwencji nukleotydów (SNP) obecnych w małych fragmentach DNA (300-400 nt), które są amplifikowane przez reakcję łańcuchową polimerazy (PCR) z liczby ( zwykle 6-7) neutralnie wybranych genów metabolizmu podstawowego. MLST przypisuje numer fragmentu allelu (AFN) dla każdego unikalnego SNP lub kombinacji SNP obecnych we fragmencie genu i wykorzystuje je do identyfikacji unikalnych typów sekwencji (ST) w oparciu o kombinacje AFN w zbiorze wszystkich analizowanych genów. MLST był szeroko stosowany do badania epidemiologii, struktury populacji, zjadliwości i ewolucji bakterii chorobotwórczych, ale tylko dla grzybów wśród eukariontów, ze względu na trudność w interpretacji danych MLST w organizmach diploidalnych. Jednak T. vaginalis różni się od innych eukariontów, ponieważ posiada stabilny haploidalny zestaw sześciu chromosomów, a badacze opracowali system genotypowania MLST dla izolatów klinicznych T. vaginalis. Dane (AFN i ST) wygenerowane dla każdego szczepu T. vaginalis przez opracowany przez nas schemat MLST zostaną zdeponowane w ogólnodostępnej internetowej bazie danych. Ten schemat MLST zostanie następnie wykorzystany do zbadania zależności między genotypami szczepów a klinicznymi, epidemiologicznymi i fizjologicznymi objawami rzęsistkowicy.

Rzęsistkowica charakteryzuje się szerokim spektrum obrazu klinicznego i następstw choroby. Tej zmienności klinicznej towarzyszy wysoki stopień różnorodności genetycznej izolatów klinicznych Trichomonas vaginalis, jak pierwotnie wykazaliśmy, a inni potwierdzili. Badacze stawiają hipotezę, że korelacje między genotypem a obrazem klinicznym są prawdziwe w przypadku rzęsistkowicy i że izolaty T. vaginalis różnią się zdolnością do klinicznej choroby, ciężkością, lekoopornością i następstwami choroby. Na poparcie kilku badań (10-40 pacjentów) wykazano statystycznie istotną korelację między pokrewieństwem genetycznym izolatów T. vaginalis, przy użyciu techniki losowo amplifikowanego polimorficznego DNA (RAPD), a ich obrazem klinicznym. Donoszono również o korelacjach między nasileniem choroby w rzęsistkowicy a właściwościami fenotypowymi in vitro, takimi jak cytoadherencja, cytotoksyczność i ekspresja białka proteinazy cysteinowej o masie cząsteczkowej 30 kilodaltonów (kDa). W izolatach klinicznych T. vaginalis wykazano znaczące różnice w cytoadhezji do pojedynczych warstw komórek, zróżnicowanej ekspresji białek, fagocytozie komórek docelowych, zdolności do wywierania cytotoksycznego uszkodzenia na hodowane komórki oraz patogenności i śmiertelności u myszy, co wskazuje na duże zróżnicowanie obecnych właściwości wirulencji w izolatach Trichomonas. Badacze wykazali również nawet czterokrotne różnice w aktywności wydzielanej proteazy cysteinowej między hodowanymi klinicznie izolatami T. vaginalis. Zgromadzone dowody silnie potwierdzają korelację między poszczególnymi szczepami T. vaginalis a ich zdolnością do wirulencji.

W przypadku tego konkretnego badania, podczas wstępnej wizyty rekrutacyjnej/diagnostycznej badacze zbiorą izolaty T. vaginalis wraz ze szczegółową oceną kliniczną, informacjami epidemiologicznymi oraz wynikami badań lekooporności in vitro. Informacje te pozwolą badaczom określić, czy poszczególne szczepy lub grupy szczepów (określone za pomocą genotypowania MLST) są związane z bezobjawową infekcją, ciężkością kliniczną, rasą pacjenta, niepowodzeniem leczenia, opornością na leki, infekcjami mieszanymi lub wywiadem seksualnym przy użyciu analizy jednoczynnikowej i wieloczynnikowej . Jest to istotne, ponieważ pozytywne skojarzenia poszczególnych szczepów lub grup szczepów z tymi czynnikami, jak spodziewają się badacze, będą wymagały zmian w sposobie zarządzania i leczenia rzęsistkowicy w odniesieniu do zidentyfikowanych szczepów. Badacze będą również niezależnie testować te zmienne pod kątem wzajemnych korelacji, aby zidentyfikować zmienne lub kombinacje zmiennych, które mogą być związane z objawami klinicznymi rzęsistkowicy.

Informacje zebrane przez badaczy pozwolą również na lepsze zrozumienie rzęsistkowicy na wiele dodatkowych sposobów. Badacze będą hodować T. vaginalis podczas wizyt kontrolnych testu wyleczenia (TOC) genotypu i określać ich lekooporność w celu odróżnienia potencjalnych niepowodzeń leczenia lub konwersji do lekooporności (ten sam genotyp co podczas pierwotnej wizyty) od ponownego zakażenia innym kontakt (inny genotyp). Jest to szczególnie istotne w przypadku kobiet zakażonych wirusem HIV, ponieważ ich infekcje Trichomonas vaginalis są trudniejsze do wyleczenia, a T. vaginalis może przetrwać, niewykrywalny przez hodowlę, tylko po to, by pojawić się ponownie nawet do sześciu miesięcy później. Trichomonas vaginalis jest wykrywany podczas wizyt TOC ze znacznie większym odsetkiem (do 36%) u kobiet zakażonych wirusem HIV niż u kobiet zakażonych wirusem HIV (8%), przy czym większość tych zakażeń przypisywana jest niepowodzeniom leczenia. Ostatnie doniesienia opisują uporczywe, niewykryte infekcje T. vaginalis wyhodowane 3 i 6 miesięcy po początkowym ujemnym wyniku TOC u kobiet, które nie zgłaszają żadnych kontaktów seksualnych. Jest to istotne, ponieważ korelacja genotypu szczepu z przetrwałą infekcją pozwoli zidentyfikować osoby zakażone wirusem HIV, które wymagają wielokrotnych wizyt TOC, zastosowania bardziej czułych testów diagnostycznych i być może dłuższych kursów leczenia.