Ravimiresistentsed bakterid on arenemas antimikroobse geneetilise tööriista relvadeks

Ravimiresistentsed bakterid on arenemas antimikroobse geneetilise tööriista relvadeks

Ravimiresistentne bakteritüvi, mis on viimastel aastatel kohanenud tervisetingimustega, et relvastada antimikroobset geneetilist tööriista, kõrvaldades selle sugulased ja asendades need domineeriva tüvena. Pittsburghi ülikooli meditsiinikooli teadlased tegid avastuse kohalike haiglate andmeid uurides ja kinnitasid seejärel, et tegemist on ülemaailmse nähtusega.

Leid, mis avaldati täna aastalLooduslik mikrobioloogiaVõib anda tõuke uutele lähenemisviisidele maailma kõige surmavamate bakterite vastaste ravimite väljatöötamiseks. Samuti kinnitab see Pittis ja UPMC-s välja töötatud süsteemi uut kasutusviisi, mis ühendab genoomse järjestuse arvutialgoritmidega, et kiiresti tuvastada nakkushaiguste puhanguid.

Meie laboris on esireas istekoht haiglakeskkonnas liikuvate patogeenide paraadile. Ja kui astusime sammu tagasi ja välja suumisime, sai kiiresti selgeks, et maailma ühe raskema bakteriga on käimas suured muutused. “

Daria van Tyne, Ph.D.,Vanem autor,Pitti nakkushaiguste osakonna meditsiini dotsent

Advanced Healthcare Detection System (EDS-HAS) analüüsib haiglaravil olevate patsientide infektsioonide geneetilisi signatuure ja FLAGS-mustreid, võimaldades arstidel sekkuda ja peatada võimalikud haiguspuhangud reaalajas. Kuid juhtivautor Emma Mills, Van Tyne'i labori mikrobioloogia ja immunoloogia magistrant, mõistis, et Eds-Hat oli ka üksikasjaliku ajaloolise teabe aare, mis võis teda teavitada bakterite evolutsioonist aja jooksul.

Mills keskendus vankomütsiiniresistentsuseleEnterococcus faecium(VREFM), nn, sest seda ei saa hävitada populaarse antibiootikumiga vankomütsiin. Vrefm tapab umbes 40% inimestest, keda see nakatab, ja on eriti ohtlik immuunpuudulikkusega ja haiglaravil olevate patsientide jaoks.

Pärast haiglapatsientide 710 VREFM-i nakkusproovi genoomijärjestuste analüüsimist leidis Mills, et VREFM-i tüvede mitmekesisus ulatus umbes kaheksast üsna ühtlaselt jaotunud tüübist kahe domineeriva tüveni, 2018. aastal, 2022. aasta lõpust, nelja aasta pärast, nelja aasta pärast, nelja aasta pärast, nelja aasta jooksul.

Lähemal uurimisel leidis Mills, et domineerivad tüved olid omandanud võime toota bakteriotsiini, mis on antimikroobne aine, mida bakterid kasutavad üksteise tapmiseks või pärssimiseks. Neil oli see uus võime hävitada relvadega teisi VREFM-i tüvesid ja võimaldas neil paljunemise hõlbustamiseks piiramatu juurdepääs toitainetele.

See tekitas Millsi uudishimu veelgi: kui see juhtus kohalikus haiglas, siis kas see juhtus mujal? Üheski varasemas teaduspublikatsioonis ei olnud uuritud võimalust, et tegemist on ülemaailmse nähtusega. Seetõttu konsulteeris ta enam kui 15 000 VREFM-i genoomiga avalikult kättesaadava raamatukoguga, mis koguti kogu maailmas aastatel 2002–2022. Muidugi, see, mida ta kohapeal täheldas, toimus ka kogu maailmas.

"See oli täiesti ootamatu avastus – olin üllatunud, nähes nii dramaatilist signaali," ütles Mills. „Kui need tüved on asutatud asutuses nagu haigla ja sobitatud teiste VRE tüvedega patsiendi soolestikus, võtavad nad võimu üle.

Van Tyne ütles, et leiul ei ole vahetut kliinilist mõju – ei näi, et bakteriotsiini sisaldavad VREFM-id muudaksid patsiendid haigemaks kui nende eelkäijad. Siiski võib see osutada võimalikele võimalustele uute ravimeetodite väljatöötamiseks.

"VRE populatsiooni mitmekesisus näib ahenevat paljudest erinevatest tüüpidest, mis põhjustavad vähe infektsioone. See tähendab, et meil võib varsti olla ainult üks sihtmärk, mille jaoks saab kavandada selliseid ravimeid nagu antibiootikumid või faagiteraapia," ütles Van Tyne. "See viitab ka sellele, et bakteriokiinid on väga võimsad ja võime neid oma eesmärkidel relvastada."

Uuringu täiendavad autorid on Philadelphia lastehaigla Katharine Hewlett, Ph.D. Alexander B. Smith ja Ph.D. Joseph P. Zackular; ja Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr.Ph ja Lee H. Harrison, MD, Pitt.

Seda uuringut rahastasid riiklikud terviseinstituutide toetused R01AI165519, R01AI127472 ja R35GM138369.

Allikad: