Tutkimus tarjoaa uutta toivoa taistelussa antibioottiresistenttejä bakteereja vastaan

Tutkimus tarjoaa uutta toivoa taistelussa antibioottiresistenttejä bakteereja vastaan

Antibioottiresistenssi on vakava uhka kansanterveydelle. Jos antibiootit eivät auta, emme pysty hoitamaan monenlaisia ​​infektioita, ja ihmiset, jotka olisivat aiemmin parantuneet, voivat kuolla.

Yksi esimerkki on E. coli -bakteeri, joka on yleisin virtsateiden ja verenkierron infektioiden aiheuttaja maailmanlaajuisesti.

Mitä tapahtuu, jos virtsatietulehdusta ei voida hoitaa?

Jotkut E. coli -bakteerien muunnelmat ovat resistenttejä useimmille antibiooteille. "Tämä tarkoittaa, että meillä on hyvin rajallinen valikoima antibiootteja, joita voimme käyttää. Siksi yritämme välttää näitä "viimeisen keinon" antibiootteja, koska silloin bakteerit voivat tulla yhä vastustuskykyisemmiksi niille. Jos käytämme näitä antibiootteja liian usein, voimme päätyä liian usein. Syöpään", selittää professori Ørjan Samuelsen Pohjois-Norjan yliopistollisesta sairaalasta (UNN).

Yhdessä Oslon yliopiston (UIO) professori Jukka Coranderin ja Norjan arktisen yliopiston (UIT) professori Pål J. Johnsenin kanssa Samuelsen on työskennellyt löytääkseen uusia tapoja torjua näitä antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereja. Kolme professoria ja heidän tutkimusryhmänsä ovat nyt tehneet lupaavan löydön.

E. colissa liittyvät DNA-komponentit, jotka tuottavat myrkkyjä

Yksi yleisimmistä tavoista, joilla bakteerit oppivat vastustamaan antibiootteja, on hankkia resistenssigeenejä muista bakteereista. Nämä sijaitsevat usein geneettisen materiaalin DNA:n pyöreillä juosteilla (kutsutaan plasmideiksi), jotka ovat riippumattomia isäntäsolun kromosomista. Siksi ne voivat liikkua nopeasti solujen välillä.

Uudessa Nature Communicationsissa julkaistussa tutkimuksessa tutkimusryhmä suoritti E. coli -bakteerin koko geneettisen materiaalin perusteellisen ja yksityiskohtaisemman tutkimuksen kuin koskaan ennen.

He tutkivat uusimman sukupolven sekvensointiteknologian avulla täydellisiä kromosomeja ja plasmideja, jotka olivat läsnä 2 000 näytteessä norjalaisilta potilailta, joilla oli invasiivinen infektio.

Plasmidit kehittyvät nopeasti ja voivat levitä eri bakteerikantojen välillä. Käytimme tiimimme kehittämiä uusia genomianalyysimenetelmiä juuri tätä tarkoitusta varten, sillä plasmidien DNA:n vaihtelulla on taipumus käyttäytyä eri tavalla kuin kromosomien välillä näkemämme vaihtelut. Pystyimme tutkimaan, kuinka plasmidit liikkuivat ja mikä esti niitä liikkumasta, ja tässä teimme useita lupaavia löydöksiä. Kartoimme ensimmäistä kertaa tragetoksiinia tuottavia geenejä sisältävien E. coli -plasmidien jakauman, jotka kilpailevat läheisesti sukulaisbakteerien kanssa. "

Jukka Corander, Lääketieteen perustieteiden instituutti, Oslon yliopisto

Testattu toksiinia antibioottiresistentillä E. colilla

Kahdestatoista eri toksiinista, jotka he löysivät plasmideista, oli erityisesti yksi variantti, jolla näytti olevan merkittävä vaikutus.

"Kasvoimme laboratoriossa petrimaljoissa erityyppisiä monilääkeresistenttejä E. coli -bakteeria ja lisäsimme bakteerikantojen tuottamaa toksiinia tietyntyyppisellä plasmidilla. Sitten havaitsimme, että toksiini tappoi antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit", Johnsen sanoo.

Tämä voi tasoittaa tietä uusille tavoille hoitaa infektioita henkilökohtaisella lääketieteellä "tarkasti ohjattavana raketina".

Löydökset, jotka voivat vähentää laajakirjoisten antibioottien käyttöä

Maailmanlaajuisena tavoitteena on vähentää niin kutsuttujen laajakirjoisten antibioottien käyttöä, sillä ne toimivat monenlaisia ​​bakteereja vastaan ​​ja joita käytetään silloin, kun on epäselvää, mikä muunnos on tartuttanut sinut. Tällaisten antibioottien ongelmana on, että ne tappavat usein liikaa – ei vain kehossa olevia haitallisia bakteereja, vaan myös monia hyödyllisiä bakteereja.

"Laajakirjoiset antibiootit pyyhkivät tyypillisesti pois nämä E. coli -bakteerit myrkkyillä, mikä olisi ollut luonnon oma ase. Meidän on tietysti hoidettava infektioita. Jos voimme sen sijaan käyttää henkilökohtaista lääketiedettä, kuten "tarkkuusohjattuja raketteja", voimme käyttää räätälöityjä antibiootteja. Hyödylliset bakteerit voivat selviytyä. Voimme. Vaikeasti hoidettavia infektioita", selitti.

Corander, Johnsen ja Samuelsen toivovat, että tämä strategia voi toimia myös Klebsiella pneumoniae -bakteeria vastaan. He haluavat testata myrkkyjä edelleen.

Klebsiella voi aiheuttaa keuhkokuumetta, aivokalvontulehdusta, virtsatietulehduksia sekä veri- ja maksainfektioita. Tietyt Klebsiellan antibiooteille vastustuskykyiset variantit on tunnistettu vakavaksi uhkaksi kansanterveydelle. Sairaaloiden teho-osastoilla ympäri maailmaa terveydenhuollon työntekijät taistelevat yhä enemmän tätä bakteeria vastaan.

Lääkäreiden on tiedettävä, mikä E. coli -muunnos potilaalla on, voidakseen määrätä täsmälleen oikean lääkkeen

Jotta henkilökohtaista lääketiedettä voitaisiin käyttää haitallisimpien E. coli -bakteerien torjuntaan, tutkijoiden on kehitettävä erilaisia ​​tarkkuuslääkkeitä olemassa olevia muunnelmia vastaan.

"Myös E. coli -infektioiden diagnoosia on parannettava, jotta lääkärit tietävät, mitä lääkettä määrätä", Samuelsen sanoo.

Tutkimus tehtiin yhteistyössä Wellcome Sanger Instituten, UIT:n, UNN:n ja sairaaloiden kanssa eri puolilla Norjaa, ja se on johtanut uuteen, yksityiskohtaiseen yleiskatsaukseen E. colin geneettisen materiaalin vaihteluista. Tutkijat voivat esimerkiksi nähdä, kuinka tietyt bakteerien geneettiset variantit ovat kehittyneet viimeisen 300 vuoden aikana.

"Tämä ainutlaatuinen DNA-aineisto tulee olemaan erittäin tärkeä lähde kansainvälistä bakteerigenetiikan ja mikrobiologian tutkimusta tekeville tutkijoille", Corander korostaa.

Tutkimusta rahoittaa Trond Mohn Research Foundation.

Lähteet: