Tyrimas suteikia naujų vilčių kovojant su antibiotikams atspariomis bakterijomis

Tyrimas suteikia naujų vilčių kovojant su antibiotikams atspariomis bakterijomis

Atsparumas antibiotikams yra rimta grėsmė visuomenės sveikatai. Jei antibiotikai neveikia, rizikuojame, kad negalėsime gydyti daugelio infekcijų rūšių, o žmonės, kurie anksčiau būtų buvę išgydyti, gali mirti.

Vienas iš pavyzdžių – bakterija E. coli, kuri visame pasaulyje yra dažniausia šlapimo takų ir kraujo infekcijų priežastis.

Kas atsitiks, jei šlapimo takų infekcijos negalima gydyti?

Kai kurie E. coli bakterijų variantai yra atsparūs daugumai antibiotikų tipų. "Tai reiškia, kad yra labai ribotas antibiotikų, kuriuos galime naudoti, asortimentas. Todėl stengiamės vengti šių "paskutinės išeities" antibiotikų, nes tada bakterijos gali tapti jiems vis atsparesnės. Jei naudosime šiuos antibiotikus per dažnai, galime susirgti per dažnai. Nuo vėžio", - aiškina Šiaurės Norvegijos universitetinės ligoninės (UNN) profesorius Ørjan Samuelsen.

Kartu su Oslo universiteto (UIO) profesoriumi Jukka Corander ir Norvegijos Arkties universiteto (UIT) profesoriumi Pålu J. Johnsenu Samuelsenas ieško naujų būdų, kaip kovoti su šiomis antibiotikams atspariomis bakterijomis. Trys profesoriai ir jų tyrimų grupė padarė daug žadantį atradimą.

Susiję E. coli DNR komponentai, gaminantys toksinus

Vienas iš labiausiai paplitusių būdų, kaip bakterijos išmoksta atsispirti antibiotikams, yra atsparumo genų įsigijimas iš kitų bakterijų. Jie dažnai yra žiedinėse genetinės medžiagos DNR grandinėse (vadinamose plazmidėmis), kurios nepriklauso nuo šeimininko ląstelės chromosomos. Todėl jie gali greitai judėti tarp ląstelių.

Naujame tyrime, paskelbtame Nature Communications, tyrimų grupė atliko nuodugnų ir išsamesnį visos E. coli bakterijų genetinės medžiagos tyrimą nei bet kada anksčiau.

Naudodami naujausios kartos sekos nustatymo technologiją, jie ištyrė visas chromosomas ir plazmides, esančias 2000 mėginių iš Norvegijos pacientų, sergančių invazine infekcija.

Plazmidės greitai vystosi ir gali plisti tarp skirtingų bakterijų padermių. Būtent šiam tikslui panaudojome naujus mūsų komandos sukurtus genominės analizės metodus, nes plazmidžių DNR skirtumai linkę elgtis kitaip, nei matome tarp chromosomų. Mums pavyko ištirti, kaip plazmidės judėjo ir kas sustabdė jų judėjimą, ir čia mes padarėme daug žadančių išvadų. Pirmą kartą nustatėme E. coli plazmidžių, turinčių tragetoksiną gaminančių genų, kurie nukonkuruoja glaudžiai susijusias bakterijas, pasiskirstymą. “

Jukka Corander, Oslo universiteto Pagrindinių medicinos mokslų institutas

Išbandė toksiną su antibiotikams atspariu E. coli

Iš dvylikos skirtingų toksinų, kuriuos jie rado plazmidėse, buvo vienas variantas, kuris, atrodo, turėjo reikšmingą poveikį.

"Laboratorijoje Petri lėkštelėse išauginome įvairių tipų daugeliui vaistų atsparių E. coli ir bakterijų padermių gaminamą toksiną pridėjome tam tikro tipo plazmidėms. Tada nustatėme, kad toksinas sunaikino antibiotikams atsparias bakterijas", - sako Johnsenas.

Tai gali atverti kelią naujiems infekcijų gydymo būdams naudojant individualizuotą mediciną kaip „tiksliai valdoma raketa“.

Išvados, kurios gali sumažinti plataus spektro antibiotikų vartojimą

Tai visuotinis tikslas sumažinti vadinamųjų plataus spektro antibiotikų, kurie veikia prieš daugelį skirtingų bakterijų tipų ir yra naudojami, kai neaišku, kuris konkretus variantas jus užkrėtė, naudojimą. Tokių antibiotikų problema ta, kad jie dažnai sunaikina per daug – ne tik kenksmingas organizme esančias bakterijas, bet ir daugelį naudingųjų.

"Plataus spektro antibiotikai paprastai išnaikina šias E. coli bakterijas su toksinais, o tai būtų buvęs pačios gamtos ginklas. Žinoma, turime gydyti infekcijas. Jei galime naudoti individualizuotą mediciną, pvz., "tiksliai valdomas raketas", galime naudoti specialiai pritaikytus antibiotikus. Naudingos bakterijos gali išgyventi. Galime. Infekcijos, kurias sunku gydyti", - paaiškino.

Corander, Johnsen ir Samuelsen tikisi, kad ši strategija taip pat gali veikti prieš bakteriją Klebsiella pneumoniae. Jie nori toliau tirti toksinus.

Klebsiella gali sukelti plaučių uždegimą, meningitą, šlapimo takų infekcijas, kraujo ir kepenų infekcijas. Kai kurie antibiotikams atsparūs Klebsiella variantai buvo nustatyti kaip rimta grėsmė visuomenės sveikatai. Viso pasaulio ligoninių intensyviosios terapijos skyriuose sveikatos priežiūros darbuotojai vis dažniau kovoja su šia bakterija.

Gydytojai turi žinoti, kokį E. coli variantą turi pacientas, kad galėtų paskirti tiksliai tinkamą vaistą

Kad personalizuota medicina būtų naudojama kovojant su žalingiausiomis E. coli bakterijomis, mokslininkai turi sukurti skirtingus tikslius vaistus nuo esamų variantų.

"Taip pat reikia tobulinti E. coli infekcijų diagnozę, kad gydytojai žinotų, kokį vaistą skirti", - sako Samuelsenas.

Tyrimas buvo atliktas bendradarbiaujant su Wellcome Sanger institutu, UIT, UNN ir ligoninėmis įvairiose Norvegijos vietose, todėl buvo pateikta nauja, išsami bendros E. coli genetinės medžiagos kitimo apžvalga. Pavyzdžiui, mokslininkai gali pamatyti, kaip per pastaruosius 300 metų išsivystė tam tikri bakterijų genetiniai variantai.

„Ši unikali DNR duomenų medžiaga bus labai svarbus šaltinis mokslininkams, atliekantiems tarptautinius bakterijų genetikos ir mikrobiologijos tyrimus“, – pabrėžia Corander.

Tyrimą finansuoja Trond Mohn tyrimų fondas.

Šaltiniai: