Устойчивите на лекарства бактерии се превръщат в оръжия на антимикробен генетичен инструмент

Устойчивите на лекарства бактерии се превръщат в оръжия на антимикробен генетичен инструмент

Устойчив на лекарства щам бактерии, който се е адаптирал към здравните условия през последните години, за да превърне в оръжие антимикробен генетичен инструмент, елиминирайки своите братовчеди и заменяйки ги като доминиращ щам. Учени от Медицинския факултет на Университета в Питсбърг направиха откритието, докато претърсваха данни от местни болници - и след това потвърдиха, че това е глобален феномен.

Констатацията, публикувана днес вЕстествена микробиологияМоже да е импулсът за нови подходи за разработване на терапевтични средства срещу някои от най-смъртоносните бактерии в света. Той също така валидира нова употреба за система, разработена в Pitt и UPMC, която комбинира геномно секвениране с компютърни алгоритми за бързо откриване на огнища на инфекциозни заболявания.

Нашата лаборатория има седалка на първия ред до парада на патогените, движещи се през болничната среда. И когато направихме крачка назад и намалихме мащаба, бързо стана ясно, че предстоят големи промени с една от най-трудните бактерии в света. “

Дария ван Тайн, д-р,Старши автор,Доцент по медицина в отдела по инфекциозни болести на Пит

Усъвършенстваната система за откриване на здравеопазване (EDS-HAS) анализира генетичните сигнатури на инфекции при хоспитализирани пациенти и моделите FLAGS, позволявайки на клиницистите да се намесят и да спрат потенциални огнища в реално време. Но водещият автор Ема Милс, студентка по микробиология и имунология в лабораторията на Ван Тайн, осъзна, че Eds-Hat също е съкровищница от подробна историческа информация, която може да я информира за еволюцията на бактериите във времето.

Милс се фокусира върху резистентни към ванкомицинEnterococcus faecium(VREFM), наречен така, защото не може да бъде ликвидиран с популярния антибиотик ванкомицин. Vrefm убива около 40% от хората, които заразява, и е особена чума за имунокомпрометирани и хоспитализирани пациенти.

След като анализира геномните последователности на 710 проби от VREFM инфекция от болнични пациенти, Милс установи, че разнообразието от щамове VREFM варира от около осем сравнително равномерно разпределени типа до два доминиращи щама, през 2018 г., от края на 2022 г., за четири години, за четири години, за четири години, за четири години.

При по-внимателна проверка Милс установи, че доминиращите щамове са придобили способността да произвеждат бактериоцин, който е антимикробен агент, който бактериите използват, за да се убиват или инхибират взаимно. Те имаха тази нова способност да унищожават другите щамове VREFM с оръжия и им осигуряваха неограничен достъп до хранителни вещества за по-лесно възпроизвеждане.

Това допълнително събуди любопитството на Милс: ако това се случваше в местната болница, случваше ли се другаде? Никакви предишни изследователски публикации не са изследвали възможността това да е глобален феномен. Затова тя направи справка с публично достъпна библиотека с повече от 15 000 VREFM генома, събрани по целия свят от 2002 до 2022 г. Разбира се, това, което тя наблюдава на местно ниво, се случва и по целия свят.

„Това беше напълно неочаквано откритие – бях изненадан да видя такъв драматичен сигнал“, каза Милс. „След като тези щамове са в институционална среда като болница и се съпоставят с други VRE щамове в червата на пациента, те поемат.

Ван Тайн каза, че откритието няма непосредствени клинични последици - не изглежда, че притежаващите бактериоцин VREFM правят пациентите по-болни от техните предшественици. Въпреки това, това може да посочи възможни пътища за разработване на нови терапии.

„Разнообразието на популацията на VRE изглежда се стеснява от много различни видове, които причиняват малко инфекции. Това означава, че скоро може да имаме само една цел, за която могат да бъдат проектирани терапевтични средства като антибиотици или фагова терапия“, каза Ван Тайн. „Това също предполага, че бактериокините са много мощни и може да сме в състояние да ги превърнем в оръжие за нашите собствени цели.“

Допълнителни автори на изследването включват Katharine Hewlett, Александър Б. Смит, Ph.D., и Joseph P. Zackular, Ph.D., от Детската болница във Филаделфия; и Мариса П. Грифит, Лора Плес, д-р, Александър Дж. Съндерман, д-р, и Лий Х. Харисън, д-р от Пит.

Това изследване е финансирано от Националните здравни субсидии R01AI165519, R01AI127472 и R35GM138369.

източници: