Macroecologia di Vibrio cholerae nel Lago Tanganica

Abstract

Al giorno d’oggi il colera risulta essere una malattia tutt’altro che debellata, soprattutto in Africa che è una delle aree più colpite al mondo. Il colera causa severa disidratazione e dissenteria acuta, dovuta dall'ingestione di cibo o acqua contaminata da Vibrio cholerae. Esso è un batterio patogeno appartenente al genere Vibrio che vive principalmente in acque salmastre ed estuarine, spesso in associazione con una grande varietà di riserve ambientali e ospiti quali il plancton. Fino ad oggi non è stato possibile dimostrare che tale ambiente svolga un importante ruolo di riserva di ceppi tossigenici (e.g. V. cholerae O1), soprattutto in relazione al fatto che raramente sono ritrovati nei campioni ambientali. Il presente studio, finanziato dal National Geographic, ha avuto come scopo principale quello di verificare la presenza di ceppi di V. cholerae, potenzialmente patogeni per l’uomo, nel lago Tanganica in Tanzania, utilizzando un nuovo concetto (Continuos Plankton Recorder) che ha permesso di effettuare un campionamento macroecologico a larga scala e un nuovo approccio tecnologico, come l’utilizzo della Droplet Digital PCR e Whole Genome Enrichment – Next Generation Sequencing. Sono stati effettuati due traini, uno di andata con fissazione dei campioni in formalina, analizzati con screening di PCR e Real-Time PCR, di cui quelli positivi con WGE-NGS ed un traino di ritorno senza fissazione in formalina, studiati con analisi di tipo colturale. Più della metà dei campioni CPR analizzati sono risultati positivi per V. cholerae. Le tecniche di WGE e NGS hanno evidenziato la presenza di ceppi di V. cholerae filogeneticamente affini ai ceppi tossigenici (V. cholerae O1) nonostante non sia stata rilevata la presenza del gene ctxA codificante la tossina colerica.

Today cholera is a disease that is not eradicated yet, especially in Africa, which is one of the worst affected areas in the world. Cholera causes severe dehydration and acute dysentery, due to the ingestion of food or water contaminated by Vibrio cholerae. It is a pathogenic bacterium belonging to the genus Vibrio that lives mainly in brackish and estuarine waters, often in association with a wide variety of environmental and host reserves such as plankton. To date, it has not been possible to prove that this environment plays an important role as a reserve for coughing strains (e.g. V. cholerae O1), especially in relation to the fact that they are rarely found in environmental samples. This study, funded by National Geographic, was primarily intended to check for strains of V. cholerae, potentially pathogenic to humans, in Lake Tanganyika in Tanzania, using a new concept (Continuos Plankton Recorder) which allowed for large-scale macroecological sampling and a new technological approach such as the use of The Droplet Digital PCR and Whole Genome Enrichment – Next Generation Sequencing. Two tows were carried out, one round with formalin fixation, studied with PCR and Real-Time PCR screenings, including those positive with WGE-NGS and a return tow without formalin fixation, studied with culture analysis. More than half of the CPR samples analysed tested positive for V. cholerae. WGE and NGS techniques have shown the presence of strains of V. cholerae phylogenetically similar to toxogenic strains (V. cholerae O1) although the presence of the ctxA gene encoding the cholin toxin has not been detected.