La macchina che aiuterà a porre fine alla tubercolosi

KwaMsane Township si trova tra le dolci colline della provincia sudafricana di KwaZulu-Natal. Guida per 30 minuti a ovest e spesso elefanti, giraffe, zebre e rinoceronti passeggiano lungo un'autostrada che attraversa un parco giochi. Pochi chilometri a est si trovano vasti campi di canna da zucchero, che luccicano al sole subtropicale e sembrano riversarsi nell'Oceano Indiano. KwaMsane è bellissimo, ma ha uno dei tassi più alti al mondo di tubercolosi multiresistente ai farmaci (MDR), una forma spesso fatale della malattia.

Nel novembre 2011, Jabu Ngcobo, 25 anni, ha sentito un dolore al fianco ed è andata alla clinica KwaMsane, che assomiglia a un parcheggio per roulotte. Le roulotte della clinica, qui chiamate parkhome, circondano un piccolo cortile coperto che funge da sala d'attesa, con i pazienti seduti su sedie di plastica. Ho sempre pensato di avere la tubercolosi MDR perché ce l'avevano i miei due fratelli e mia sorella, dice Ngcobo.

Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2013

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I suoi fratelli hanno appreso di avere la forma pericolosa della malattia solo dopo aver somministrato campioni di espettorato, che hanno dovuto essere trasportati in un laboratorio a Durban, 275 chilometri a sud. Il laboratorio ha poi dovuto coltivare culture di Mycobacterium tuberculosis fino a quando le colonie erano abbastanza grandi da essere sottoposte a test di suscettibilità ai farmaci. Nella migliore delle ipotesi, il processo richiede sei settimane; in realtà, data la necessità di trasportare i campioni, la probabilità di arretrati di laboratorio e i ritardi nel riportare i risultati, spesso passano tre mesi prima che i pazienti nelle città rurali come KwaMsane imparino se trarranno beneficio da un corso relativamente semplice di sei mesi di antibiotici o invece hanno bisogno di una raffica di 18 mesi di farmaci pesanti. Il ritardo può fare la differenza tra un danno polmonare permanente, o addirittura la morte, e il recupero senza conseguenze a lungo termine.

Ngcobo aveva infatti la forma di tubercolosi resistente ai farmaci e ha iniziato il trattamento il giorno successivo. Richard Lessells, un medico scozzese che ha curato lei e i suoi familiari presso la clinica KwaMsane, osserva che per i fratelli di Ngcobo, i mesi trascorsi senza cure adeguate hanno avuto un costo elevato: uno dei suoi fratelli ha subito danni ai polmoni che non guariranno mai. Jabu, al contrario, non ha avuto livelli rilevabili dei batteri un mese dopo la diagnosi, perché ha immediatamente iniziato a prendere 22 pillole al giorno e iniezioni di farmaci anti-tb.

La rapida diagnosi e guarigione di Ngcobo sono state rese possibili da una macchina chiamata a GeneXpert , che si trova in cima a un bancone all'interno di uno dei rimorchi e assomiglia a una macchina per caffè espresso di fascia alta. Sebbene i trucchi molecolari avanzati che utilizza per identificare il DNA di M. tubercolosi sarebbe stato inimmaginabile al di fuori di un laboratorio di biologia all'avanguardia alcuni anni fa, il dispositivo è semplice da usare. Un tecnico spruzza un campione di espettorato da un paziente in quella che sembra una cartuccia per stampante e poi la inserisce nella macchina, che esegue una reazione che amplifica frammenti specifici di M. tubercolosi DNA se sono presenti. Le molecole fluorescenti si illuminano quando entrano in contatto con il DNA mirato e la macchina rileva la fluorescenza, inviando le informazioni a un computer. L'intero processo richiede solo due ore. Non solo GeneXpert può rilevare la presenza dei batteri che causano la tubercolosi, ma può determinare con precisione se il DNA batterico ha le mutazioni note per rendere la malattia resistente al farmaco più comunemente usato.

Tubercolosi , che si diffonde abitualmente nell'aria, infetta un terzo della popolazione umana. Per quasi tutte queste persone è innocuo e la maggior parte non sa nemmeno di essere stata infettata. E per gran parte del mondo, è una malattia principalmente di importanza storica. Ma in molti paesi poveri, in particolare in gran parte dell'Africa centrale e meridionale, rimane a proporzioni epidemiche. Nel 2011, circa 8,7 milioni di persone si sono ammalate di M. tubercolosi . Circa 1,4 milioni di persone muoiono di tubercolosi ogni anno; L'HIV è l'unico agente infettivo che uccide di più.

Il medico della tubercolosi di Durban Iqbal Master accoglie con favore il GeneXpert ma afferma che crea molte sfide.

Una ragione fondamentale per cui questa epidemia continua è che non esiste un modo efficace e conveniente per dire chi è infetto. La tubercolosi non viene diagnosticata in circa tre milioni di persone ogni anno. Alcuni semplicemente non vengono mai testati. Altri, a causa di tecnologie diagnostiche antiquate, ricevono erroneamente un certificato di buona salute. La diagnosi tradizionale per la tubercolosi si basa sulla colorazione di un campione di espettorato con coloranti e quindi sull'esame di un vetrino al microscopio per cercare i batteri. Questo test di striscio, sviluppato 125 anni fa, rileva meno del 60 percento di tutti i casi e non identifica i ceppi resistenti ai farmaci. Il test colturale più preciso per determinare la sensibilità a determinati farmaci richiede più tempo, costa di più e deve essere eseguito in un laboratorio ben attrezzato, quindi viene utilizzato con parsimonia. Ciò significa che circa l'80% dei casi di farmacoresistenti nel mondo non viene rilevato, secondo l'Organizzazione mondiale della sanità. Insieme, questi individui non diagnosticati rappresentano un vasto serbatoio per i batteri, compresi i ceppi resistenti ai farmaci. L'infezione prospera e scavalca le comunità, devastando le persone più vulnerabili, come quelle già indebolite dall'HIV.

Uno strumento diagnostico pratico, rapido e potente potrebbe cambiare quella dinamica mortale. Lanciata sul mercato da una partnership pubblico-privata tra l'Università di Medicina e Odontoiatria del New Jersey, la Fondazione per la nuova diagnostica innovativa di Ginevra, in Svizzera, e Cepheid, un produttore con sede a Sunnyvale, in California, la macchina per il rilevamento della tubercolosi GeneXpert ha ottenuto l'approvazione da l'OMS nel dicembre 2010. Pochi mesi dopo, il ministro della salute del Sudafrica, Aaron Motsoaledi , ha paragonato le macchine ai bazooka nella guerra contro la tubercolosi e si è impegnato a posizionarle in ciascuno dei 52 distretti del paese.

La macchina GeneXpert da sola non sarà sufficiente per risolvere l'enorme problema della tubercolosi in Sud Africa o altrove. Ciò richiederebbe probabilmente un vaccino potente combinato con farmaci molto più potenti di quelli che esistono ora. Ma nel frattempo, per i paesi colpiti dalla tubercolosi, compreso un numero crescente di casi resistenti a un numero crescente di farmaci, tale strumento diagnostico è un primo passo cruciale e necessario. Distribuirlo ampiamente in un paese come il Sudafrica, dove gran parte della popolazione non ha accesso a cure mediche avanzate, sarà una sfida logistica e finanziaria. Ma non farlo potrebbe essere mortale. Per capire la posta in gioco, vale la pena considerare l'epidemia alcuni anni fa di un ceppo di tubercolosi da incubo a poche centinaia di chilometri da KwaMsane Township.

Sogni

Uno degli aspetti più spaventosi della tubercolosi è che gli esseri umani l'hanno trattata con tale indifferenza. Troppo spesso, i pazienti iniziano il trattamento, presto si sentono meglio e poi smettono di prendere le pillole o le prendono solo sporadicamente. Questo crea un'opportunità perfetta per lo sviluppo di resistenza, perché i batteri con mutazioni che li rendono meno suscettibili al farmaco probabilmente sopravviveranno al trattamento incompleto. Poi c'è lo scenario più spaventoso di tutti: la tubercolosi MDR diagnosticata in modo inappropriato o trattata in modo incompleto può favorire mutanti ampiamente resistenti ai farmaci (XDR) che evitano due delle principali classi di farmaci contro la tubercolosi. Un focolaio di un ceppo del genere è stato segnalato per la prima volta nel 2006. E ha avuto luogo nel KwaZulu-Natal.

Tugela Ferry, a circa quattro ore di macchina da KwaMsane Township, è una piccola cittadina nella parte centrale della provincia. Nell'agosto 2006, i titoli di tutto il mondo hanno descritto la notizia sorprendente che 52 dei 53 pazienti affetti da tubercolosi che si erano registrati nel Ospedale della Chiesa di Scozia era morto, in media, entro 16 giorni dal ricovero. I test in seguito hanno rivelato che avevano ceppi XDR. L'epidemia ha costretto il Sudafrica a guardare a lungo e con attenzione i fallimenti della salute pubblica che avevano permesso a questi ceppi pericolosi di evolversi e diffondersi. In primo piano c'era la mancanza di strumenti diagnostici appropriati. Dato che anche in circostanze ideali ci sarebbe voluto più di un mese per diagnosticare la tubercolosi resistente ai farmaci, i pazienti non avevano alcuna possibilità: morivano tutti prima di sapere di avere una forma mortale della malattia.

Il tecnico Gregory Mkhize mostra la più grande macchina GeneXpert in Africa, al Prince Mshiyeni Memorial Hospital. Può elaborare 48 campioni contemporaneamente.

Sulla scia di Tugela Ferry, il governo ha designato i reparti a Ospedale Re Giorgio V , una struttura per la tubercolosi di 75 anni a Durban, esclusivamente per casi resistenti ai farmaci. L'obiettivo era sia quello di migliorare i risultati del trattamento sia di rallentare la diffusione della malattia. L'ospedale dispone di sette reparti con 32 posti letto ciascuno, di cui uno dedicato esclusivamente ai bambini. C'è una lista d'attesa per entrare, anche se Iqbal Master, il medico che gestisce il programma, è orgoglioso che tutti i pazienti malati, e quelli con XDR TB, siano ora ammessi entro poche settimane dall'invio; nel gennaio 2007, i ritardi sono arrivati ​​a quattro mesi. Abbiamo avuto pazienti che morivano mentre erano in lista d'attesa, dice.

Pazienti come Nomthandzau Elizabeth Mjwara, una donna di 48 anni che ha l'HIV e la tubercolosi MDR, sono grati di assicurarsi uno dei 224 letti. È come se stessi a casa mia, dice Mjwara, che vive in ospedale da aprile. Dopo che si ammalò gravemente, passarono quattro mesi prima che cercasse cure, le facesse un campione di espettorato, ricevesse la diagnosi di tubercolosi e fosse ricoverata dal re Giorgio V per iniziare il trattamento. Molti pazienti con infezione da HIV arrivano in ospedale in una fase così avanzata dell'AIDS che anche il trattamento adeguato per la tubercolosi è troppo poco, troppo tardi. Fortunatamente, nonostante i ritardi diagnostici, Mjwara aveva ancora abbastanza sistema immunitario per rispondere ai farmaci.

Nonostante l'atteggiamento ottimista di pazienti come Mjwara e le cure di prim'ordine che ricevono, molti al King George V soffrono di casi avanzati di tubercolosi e molti se ne vanno nelle bare. Quelli che sopravvivono, come Mjwara, devono sopportare diversi mesi di dolorose iniezioni quotidiane che possono causare perdita dell'udito e psicosi. La tosse punteggia i reparti giorno e notte e, per scoraggiare le infezioni trasmesse per via aerea, le finestre rimangono aperte anche quando la temperatura scende.

Quasi tutto ciò che di positivo viene detto sulla tubercolosi è seguito da un ma.

La maggior parte dei medici e delle infermiere che lavorano nel reparto indossa mascherine. Il Maestro intenzionalmente no, in parte perché i pazienti con ipoacusia si affidano molto alla lettura delle labbra. Ha un sorriso comprensivo e malinconico, accentuato dalla folta barba sale e pepe di un uomo saggio. La barba mi protegge dalla tubercolosi, scherza il Maestro.

Se GeneXpert viene utilizzato in modo efficace in Sudafrica, alla fine allevierà le pressioni su ospedali come il re Giorgio V, rallentando la diffusione dei casi resistenti accelerando la loro individuazione e avviando prima le persone al trattamento adeguato. Tuttavia, quasi tutto ciò che viene detto di positivo sulla tubercolosi è seguito da un ma, e il Maestro si affretta a sottolineare i limiti della tecnologia. Uno è tecnico. I test di coltura rimangono più accurati di GeneXpert. Inoltre, il test delle colture rimane l'unico modo per diagnosticare con precisione la tubercolosi XDR. Infine, la spinta aggressiva per iniziare a utilizzare GeneXpert in tutto il paese sta tassando il sistema sanitario. Sebbene identificare quelli con la malattia attiva fornirà un beneficio a lungo termine per la salute pubblica, aumenterà il numero immediato di pazienti che cercano cure mediche. Master cita studi che suggeriscono che GeneXpert aumenterà il carico del paziente fino al 500 percento a breve termine. Non hanno risolto la logistica di quale sia il modo ideale per lanciare GeneXpert, dice. Ci vorrà tempo.

In una vivace mattina di settembre, il Maestro si ferma vicino al letto di Mjwara e ammira uno dei suoi tanti progetti di artigianato, un portamatite da scrivania che ha modellato con rotoli di carta igienica vuoti e abbassalingua. Ecco dove sono andati i miei abbassalingua! prende in giro. La sua felpa ha una parola cucita sopra: Sogni.

In attesa di un vaccino

Sebbene molte parti del Sudafrica siano ricche, il Prince Mshiyeni Memorial Hospital di Durban ricorda che gran parte del paese è ancora estremamente povero e manca di strutture mediche moderne. L'ospedale da 1.200 posti letto ha guardie all'ingresso, corridoi stretti pieni di pazienti malati e folle di persone che si muovono costantemente lungo i corridoi. I medici di Durban che non lavorano lì spesso alzano gli occhi al cielo alla menzione del suo nome, e recenti notizie raccontano problemi con carenza di personale, lunghe file al dispensario, carenze di sicurezza (incluso un cadavere scomparso) e un'epidemia di infezione batterica che ha ucciso cinque bambini. Ma sul terreno di questo vasto ospedale c'è la più grande macchina GeneXpert in Africa. Svelata dal ministro della Sanità Motsoaledi in occasione della Giornata mondiale contro la tubercolosi nel marzo 2011, la gigantesca macchina è alta due metri e lunga 2,5 metri. Può elaborare 48 cartucce alla volta; si muovono attraverso l'aggeggio per mezzo di nastri trasportatori e un braccio robotico.

Alcuni anni fa Motsoaledi ha contribuito a condurre una campagna di successo in tutto il paese per testare l'HIV a 15 milioni di persone e somministrare farmaci retrovirali a tutti coloro che hanno un sistema immunitario gravemente danneggiato. Ora è ottimista sul fatto che GeneXpert, che ha promesso sarebbe stato in ogni struttura pubblica in Sud Africa che ne avesse bisogno entro la fine del 2012, rivoluzionerà il controllo della tubercolosi. Quando abbiamo lanciato la campagna [per il test per l'HIV] nel 2010, non c'era GeneXpert, quindi lo screening della tubercolosi è stato fatto con cinque domande, dice Motsoaledi. Basta fare cinque domande e decidere in base alle risposte? chiede incredulo. Ora nella maggior parte delle stazioni di test ci assicuriamo che GeneXpert sia presente.

I costi delle macchine diagnostiche sono sminuiti dalla spesa per fornire mesi di cure ospedaliere ai malati di tubercolosi.

Ma avere solo le macchine non è abbastanza. In un giorno feriale di settembre, la macchina da 48 cartucce del Prince Mshiyeni Memorial Hospital stava eseguendo un solo campione. Questo perché il rapido aumento dei test TB avanzati ha stressato il sistema fino al punto di rottura. Un solo fornitore fornisce le cartucce e ci sono già state carenze, che hanno portato a un enorme arretrato di campioni non elaborati, afferma Stephen Carpenter, direttore clinico del Don McKenzie Hospital di Botha Hills, fuori Durban. GeneXpert doveva ancora raggiungere il suo ospedale. Ci era stato promesso che sarebbe stato implementato in tutta la provincia e nel distretto, ma ci sono stati tutti i tipi di ritardi finanziari e logistici, dice.

Poiché GeneXpert non richiede la coltura della tubercolosi, riduce i rischi per gli operatori di laboratorio.

In effetti, l'implementazione di GeneXpert richiede un investimento significativo da parte del governo sudafricano. Una macchina a quattro cartucce con un computer desktop viene venduta a $ 17.000 e le cartucce a $ 9,98. Le analisi mostrano che un test GeneXpert in Sud Africa, compreso il tempo del personale e la manutenzione della macchina, costa circa $ 25 per campione, rispetto a $ 3 per uno striscio di espettorato e da $ 12 a $ 16 per una coltura. L'aumento del costo è compensato in una certa misura dal fatto che GeneXpert incorpora test di resistenza: i tradizionali test di sensibilità ai farmaci per i trattamenti di prima linea costano $ 72 per test, ma tutto sommato, un articolo pubblicato da PLOS UNO scoperto, il Sudafrica dovrà spendere il 55% in più per ogni caso sospetto di tubercolosi se aumenterà completamente l'uso della tecnologia come previsto.

Il rovescio della medaglia è che il paese riceverà un serio colpo per il suo rand, perché i costi della macchina sono sminuiti dalla spesa per fornire mesi di cure ospedaliere ai malati di tubercolosi. I costi della diagnosi sono una frazione molto, molto piccola del programma totale di controllo della tubercolosi e c'è un vantaggio sostanziale, afferma Mark Nicol, un microbiologo clinico che ha un appuntamento congiunto presso l'Università di Cape Town e il National Health Laboratory Service del governo. Nicol nota che i paesi più poveri con un alto carico di tubercolosi avranno bisogno di un aiuto esterno. Ma è un prezzo che il Sudafrica può certamente permettersi, dice.

Non è il solo a considerare utile il test. GeneXpert ha trasformato il modo in cui diagnostichiamo la tubercolosi, afferma Nesri Padayatchi, che in precedenza gestiva i reparti della tubercolosi al King George V e ora lavora in tutta la città su tubercolosi e HIV presso il Centro per il programma di ricerca sull'AIDS in Sud Africa. Ma qui arriva l'inevitabile ma: puoi identificare tutti questi pazienti, ma non sta affrontando il problema centrale. I medici della tubercolosi come Padayatchi hanno a lungo sognato farmaci migliori sia per prevenire che per curare la malattia. Un vaccino contro la tubercolosi è stato effettivamente introdotto quasi un secolo fa ed è ampiamente utilizzato. Ma così tante polemiche circondano la sua efficacia che gli Stati Uniti, per esempio, generalmente non la raccomandano. È un vaccino miracoloso: ti chiedi se funziona, scherza Padayatchi. Undici vaccini contro la tubercolosi sono attualmente in fase di sperimentazione clinica, un riflesso degli intensi sforzi compiuti nell'ultimo decennio per ringiovanire il campo, ma nessuno ha ancora garantito uno studio di efficacia su vasta scala. L'Organizzazione Mondiale della Sanità stima che il primo vaccino che potrebbe essere autorizzato è il 2020.

Jabu Ngcobo ha sviluppato una tubercolosi resistente ai farmaci, ma è stata rapidamente diagnosticata con GeneXpert ed è guarita completamente.

Per quanto riguarda i trattamenti, nessuna nuova classe di farmaci per la tubercolosi è arrivata sul mercato in 40 anni, anche se due dovrebbero terminare i test sull'uomo quest'anno; ciascuno sembra funzionare contro i ceppi resistenti. Altri nove composti sono in varie fasi degli studi sull'uomo. Tuttavia, il futuro di questi farmaci rimane incerto.

Agenzie sanitarie internazionali hanno concordato un piano per ridurre la tubercolosi a meno di un caso per milione di persone entro il 2050. Sarebbe un calo da 8,7 milioni di casi a livello globale oggi a circa 7.000. La partnership specifica che la chiave del successo è un vaccino efficace combinato con trattamenti in grado di sconfiggere la suscettibilità ai farmaci M. tubercolosi entro due mesi. Non c'è alcuna garanzia, ovviamente, che nessuno di questi sarà sviluppato entro il 2050. Ma GeneXpert può almeno avvicinare il mondo all'obiettivo di eliminare quasi questa malattia.

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