Pētījums piedāvā jaunu cerību cīņā pret antibiotikām rezistentām baktērijām

Pētījums piedāvā jaunu cerību cīņā pret antibiotikām rezistentām baktērijām

Rezistence pret antibiotikām ir nopietns drauds sabiedrības veselībai. Ja antibiotikas nedarbojas, mēs riskējam, ka nespēsim ārstēt daudzu veidu infekcijas, un cilvēki, kuri iepriekš būtu izārstēti, var nomirt.

Viens piemērs ir baktērija E. coli, kas ir visizplatītākais urīnceļu un asinsrites infekciju cēlonis visā pasaulē.

Kas notiek, ja urīnceļu infekciju nevar izārstēt?

Daži E. coli baktēriju varianti ir rezistenti pret lielāko daļu antibiotiku veidu. "Tas nozīmē, ka ir ļoti ierobežots antibiotiku klāsts, ko mēs varam izmantot. Tāpēc mēs cenšamies izvairīties no šīm "pēdējā līdzekļa" antibiotikām, jo ​​tad baktērijas var kļūt arvien rezistentākas pret tām. Ja mēs šīs antibiotikas lietojam pārāk bieži, mēs varam nonākt pārāk bieži. No vēža," skaidro profesors Ørjan Samuelsen no Ziemeļnorvēģijas universitātes slimnīcas (UNN).

Kopā ar Oslo Universitātes (UIO) profesoru Juku Koranderu un Norvēģijas Arktikas universitātes (UIT) profesoru Polu J. Džonsenu Samuelsens ir strādājis, lai atrastu jaunus veidus, kā apkarot šīs pret antibiotikām rezistentās baktērijas. Trīs profesori un viņu pētnieku komanda tagad ir veikuši daudzsološu atklājumu.

Saistītie E. coli DNS komponenti, kas veido toksīnus

Viens no visizplatītākajiem veidiem, kā baktērijas mācās pretoties antibiotikām, ir rezistences gēnu iegūšana no citām baktērijām. Tie bieži atrodas uz ģenētiskā materiāla DNS apļveida virknēm (ko sauc par plazmīdām), kas nav atkarīgas no saimniekšūnas hromosomas. Tāpēc tie var ātri pārvietoties starp šūnām.

Jaunajā pētījumā, kas publicēts Nature Communications, pētnieku grupa veica padziļinātu un detalizētāku E. coli baktēriju ģenētiskā materiāla pārbaudi nekā jebkad agrāk.

Izmantojot jaunākās paaudzes sekvencēšanas tehnoloģiju, viņi pārbaudīja visas hromosomas un plazmīdas, kas atrodas 2000 paraugos no Norvēģijas pacientiem ar invazīvu infekciju.

Plazmīdas ātri attīstās un var izplatīties starp dažādiem baktēriju celmiem. Mēs izmantojām jaunas genoma analīzes metodes, ko mūsu komanda izstrādāja tieši šim nolūkam, jo ​​plazmīdu DNS variācijas mēdz uzvesties savādāk nekā atšķirības, kuras mēs redzam starp hromosomām. Mēs varējām izpētīt, kā plazmīdas pārvietojās un kas apturēja to kustību, un šeit mēs radījām vairākus daudzsološus atklājumus. Mēs pirmo reizi kartējām to E. coli plazmīdu izplatību, kas satur tragetoksīnu ražojošos gēnus, kas izkonkurē cieši saistītās baktērijas. "

Jukka Corander, Medicīnas pamatzinātņu institūts, Oslo Universitāte

Testēja toksīnu uz pret antibiotikām rezistentu E. coli

No divpadsmit dažādiem toksīniem, ko viņi atrada plazmīdās, bija viens variants, kam, šķiet, bija ievērojama ietekme.

"Mēs laboratorijā kultivējām dažādu veidu multirezistentus E. coli Petri trauciņos un pievienojām baktēriju celmu ražoto toksīnu ar noteikta veida plazmīdu. Tad mēs atklājām, ka toksīns nogalināja pret antibiotikām rezistentās baktērijas," stāsta Džonsens.

Tas var pavērt ceļu jauniem veidiem, kā ārstēt infekcijas ar personalizētu medicīnu kā "precīzi vadītu raķeti".

Secinājumi, kas var samazināt plaša spektra antibiotiku lietošanu

Tas ir globāls mērķis samazināt tā saukto plaša spektra antibiotiku lietošanu, kas iedarbojas pret daudziem dažādiem baktēriju veidiem un tiek lietotas, ja nav skaidrs, kurš konkrētais variants jūs ir inficējis. Problēma ar šādām antibiotikām ir tā, ka tās bieži nogalina pārāk daudz – ne tikai kaitīgās baktērijas organismā, bet arī daudzas labvēlīgās baktērijas.

"Plaša spektra antibiotikas parasti iznīcina šīs E. coli baktērijas ar toksīniem, kas būtu bijis pašas dabas ierocis. Mums, protams, jāārstē infekcijas. Ja tā vietā varam izmantot personalizētas zāles, piemēram, "precīzi vadītas raķetes", mēs varam ar pielāgotām antibiotikām. Labvēlīgās baktērijas var izdzīvot. Mēs varam. Infekcijas, kuras ir grūti ārstēt," paskaidroja.

Corander, Johnsen un Samuelsen cer, ka šī stratēģija var darboties arī pret baktēriju Klebsiella pneumoniae. Viņi vēlas tālāk pārbaudīt toksīnus.

Klebsiella var izraisīt pneimoniju, meningītu, urīnceļu infekcijas, kā arī asins un aknu infekcijas. Daži pret antibiotikām rezistenti Klebsiella varianti ir identificēti kā nopietni draudi sabiedrības veselībai. Slimnīcu intensīvās terapijas nodaļās visā pasaulē veselības aprūpes darbinieki arvien vairāk cīnās ar šo baktēriju.

Ārstiem ir jāzina, kurš E. coli variants ir pacientam, lai izrakstītu tieši īstās zāles

Lai personalizēto medicīnu varētu izmantot kaitīgāko E. coli baktēriju apkarošanai, pētniekiem ir jāizstrādā dažādas precīzas zāles pret esošajiem variantiem.

"Ir jāuzlabo arī E. coli infekciju diagnoze, lai ārsti zinātu, kuras zāles viņiem vajadzētu parakstīt," saka Samuelsens.

Pētījums tika veikts sadarbībā ar Wellcome Sanger Institute, UIT, UNN un slimnīcām dažādās Norvēģijas daļās, un tā rezultātā tika iegūts jauns, detalizēts pārskats par E. coli kopējā ģenētiskā materiāla variācijām. Piemēram, pētnieki var redzēt, kā daži baktēriju ģenētiskie varianti ir attīstījušies pēdējo 300 gadu laikā.

"Šis unikālais DNS datu materiāls būs ļoti svarīgs avots zinātniekiem, kas veic starptautiskus pētījumus baktēriju ģenētikā un mikrobioloģijā," uzsver Koranders.

Pētījumu finansē Trond Mohn Research Foundation.

Avoti: