Un nou estudi publicat a la revista Nature Microbiology identifica la contaminació de l'aire i certes condicions climàtiques, com les altes temperatures, com factors que poden modificar el risc de desenvolupar malalties pneumocòcciques invasives.

La recerca, liderada pel Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), també mostra que aquest efecte varia segons el subtipus i la variant genòmica del bacteri responsable de la infecció.

L'anàlisi s'ha dut a terme dins el marc del projecte Global Pneumococcal Sequenciation, en col·laboració amb l'Institut Wellcome Sanger i l'Institut Nacional de Malalties Transmissibles de Sud-àfrica.

La malaltia pneumocòccica invasiva és causada pel bacteri Streptococcus pneumoniae i pot provocar problemes greus de salut, com pneumònia, meningitis o infeccions sanguínies.

Malgrat l'ús generalitzat dels programes de vacunació, aquest microorganisme continua sent molt divers: se’n coneixen més de 100 serotips i centenars de línies genètiques, cadascuna amb característiques i patrons de circulació diferents.

Per estudiar la relació entre aquesta diversitat bacteriana i els factors ambientals, l'equip de recerca va analitzar 59.017 casos de malaltia pneumocòccica invasiva registrats durant 19 anys en més de 500 hospitals de Sud-Àfrica.

La recerca també va incloure la seqüenciació genòmica d'aproximadament 4.350 mostres bacterianes, juntament amb dades sobre contaminació atmosfèrica, temperatura i humitat.

La supercomputació ha estat clau per analitzar conjuntament aquest gran volum de dades clíniques, epidemiològiques, ambientals i genòmiques. L'ús del superordinador MareNostrum 5 ha permès als investigadors examinar com varia el risc segons la regió, el moment, l'edat, la manifestació de la malaltia i diferents variants bacterianes, així com estudiar el temps que pot transcórrer entre l'exposició ambiental i l'inici de la infecció.

"El model MareNostrum es va utilitzar per desenvolupar i executar models capaços d'estimar el nombre de casos de malaltia pneumocòccica invasiva (IPD) i determinar els coeficients de risc associats a factors ambientals al llarg de molts anys i en diferents llocs (més de 59.000 casos de 500 hospitals i 19 anys)", explica Sophie Belman, primera autora de l'estudi i exmembre del grup de Resiliència en Salut Global del BSC.

Un risc que varia segons la bactèria 

Els resultats mostren una associació positiva entre l'exposició a partícules fines de PM2.5 (contaminants microscòpics de l'aire) i el risc de desenvolupar una malaltia pneumocòccica invasiva. Tanmateix, la intensitat i el moment d'aquest augment del risc varien segons l'edat dels afectats, el quadre clínic de la malaltia i, sobretot, el tipus de bacteri responsable de la infecció. En alguns casos, l'augment del risc es produeix immediatament després d'una exposició elevada a PM2.5, mentre que en d'altres pot trigar diverses setmanes a manifestar-se.

"Tot i que hem trobat que la temperatura i la contaminació de l'aire generalment augmenten el risc de malalties pneumocòcciques invasives, com la meningitis bacteriana, la nostra recerca també suggereix que són els subtipus bacterians portats per una persona els que modulen les taxes d'infecció", diu Belman.

Segons la investigadora, la soca bacteriana influeix en el moment en què apareix la malaltia i en qui podria estar més en risc segons el seu microbioma respiratori, "la qual cosa significa que el risc no és el mateix en totes les situacions ni per a totes les persones." "Extrapolant les nostres troballes a altres parts del món, entendrem millor qui té més risc per a la salut a causa de l'exposició ambiental i quins factors cal abordar en diferents regions, com ara millorar la qualitat de l'aire urbà", afegeix.

Temperatura i humitat

La temperatura i la humitat també van mostrar efectes diferents. Les temperatures mínimes entre 4 °C i 10 °C es van associar a un augment moderat del risc acumulatiu durant les vuit setmanes posteriors a l'exposició. Es va observar un patró similar amb nivells moderats d'humitat relativa, que oscil·laven entre el 33 % i el 49 %.

En canvi, les altes temperatures màximes, entre 27 °C i 38 °C, produïen una resposta més immediata: el risc de malaltia augmentava fins a un 10 % durant la setmana després de l'exposició. Aquestes diferències temporals suggereixen que el fred, la calor, la humitat i la contaminació poden actuar a través de diferents mecanismes i que els seus efectes s'haurien d'analitzar durant diverses setmanes.

Rachel Lowe, líder del grup GHR del BSC, explica: "El canvi climàtic i la ràpida urbanització estan alterant fonamentalment les condicions ambientals que influeixen en el risc de malalties infeccioses. En vincular el monitoratge a llarg termini del clima i la qualitat de l'aire amb els resultats de salut, aquest treball posa de manifest com els patrons ambientals canviants poden amplificar els riscos per a la salut pública. Protegir les comunitats més en risc requerirà col·laboració intersectorial i estratègies de salut adaptatives que puguin seguir el ritme d'un entorn canviant."

Sistemes de vigilància més precisos

Els resultats indiquen que la relació entre la contaminació, les condicions climàtiques i el risc de malalties varia segons les variants bacterianes que circulen a la població. Al mateix temps, les condicions ambientals podrien afavorir certs serotips o línies de manera diferent i, per tant, contribuir a determinar quines variants bacterianes són més exitoses i circulen a la població.

La integració de dades ambientals, epidemiològiques i genòmiques podria ajudar en el futur a desenvolupar sistemes de vigilància més precisos i estratègies de salut pública adaptades a les variants prevalents en cada moment.

Així, la recerca estableix les bases per anticipar millor els períodes de risc i entendre com els canvis en la contaminació de l'aire i el clima poden influir en l'evolució de malalties infeccioses greus. Aquest coneixement exemplifica, un cop més, com la ciència es pot traduir en eines útils per protegir la salut i guiar la presa de decisions al servei de la societat.

"Les autoritats de salut pública poden aprofitar aquesta informació per programar les campanyes de vacunació amb més precisió o, en el futur, predir millor la demanda hospitalària basant-se en els canvis locals en el clima i la qualitat de l'aire", conclou Belman.

Text de María G. Dionis