Lääkeresistentit bakteerit ovat kehittymässä antimikrobisen geneettisen työkalun aseiksi

Lääkeresistentit bakteerit ovat kehittymässä antimikrobisen geneettisen työkalun aseiksi

Lääkkeille vastustuskykyinen bakteerikanta, joka on viime vuosina sopeutunut terveysolosuhteisiin aseeksi antimikrobisen geneettisen työkalun, eliminoimalla serkkunsa ja korvaamalla ne hallitsevaksi kannaksi. Pittsburghin yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun tutkijat tekivät löydön yhdistäessään paikallisia sairaalatietoja – ja sitten vahvistivat, että kyseessä oli maailmanlaajuinen ilmiö.

Löytö, joka julkaistiin tänäänLuonnollinen mikrobiologiaVoi olla sysäys uusille lähestymistavoille terapeuttisten lääkkeiden kehittämiseksi joitain maailman tappavimpia bakteereja vastaan. Se myös validoi uuden käyttötarkoituksen Pittissä ja UPMC:ssä kehitetylle järjestelmälle, joka yhdistää genomisen sekvensoinnin tietokonealgoritmeihin tartuntatautiepidemioiden havaitsemiseksi nopeasti.

Laboratoriossamme on eturivin istuin sairaalaympäristön läpi liikkuvien taudinaiheuttajien paraatille. Ja kun otimme askeleen taaksepäin ja loitotimme, kävi nopeasti selväksi, että yksi maailman vaikeimmista bakteereista oli käynnissä suuria muutoksia. "

Daria van Tyne, Ph.D.,Vanhempi kirjailija,Lääketieteen apulaisprofessori Pittin infektiotautiosastossa

Advanced Healthcare Detection System (EDS-HAS) analysoi sairaalapotilaiden infektioiden geneettiset allekirjoitukset ja FLAGS-mallit, jolloin lääkärit voivat puuttua asiaan ja pysäyttää mahdolliset taudinpurkaukset reaaliajassa. Mutta johtava kirjailija Emma Mills, mikrobiologian ja immunologian jatko-opiskelija Van Tynen laboratoriossa, tajusi, että Eds-Hat oli myös yksityiskohtaisen historiallisen tiedon aarreaitta, joka saattoi kertoa hänelle bakteerien kehityksestä ajan myötä.

Mills keskittyi vankomysiiniresistenttiinEnterococcus faecium(VREFM), niin kutsuttu, koska sitä ei voida hävittää suositulla antibiootilla vankomysiini. Vrefm tappaa noin 40 % tartunnan saaneista ihmisistä ja on erityinen rutto immuunipuutteisille ja sairaalahoidossa oleville potilaille.

Analysoituaan 710 sairaalapotilaiden VREFM-infektionäytteen genomisekvenssit Mills havaitsi, että VREFM-kantojen monimuotoisuus vaihteli noin kahdeksasta melko tasaisesti jakautuneesta tyypistä kahteen hallitsevaan kantaan, vuonna 2018, vuoden 2022 lopusta, neljässä vuodessa, neljässä vuodessa, neljässä vuodessa, neljässä vuodessa.

Tarkemman tarkastelun jälkeen Mills havaitsi, että hallitsevat kannat olivat saaneet kyvyn tuottaa bakteriosiinia, joka on antimikrobinen aine, jota bakteerit tappavat tai estävät toisiaan. Heillä oli tämä uusi kyky tuhota muut VREFM-kannat aseilla ja tarjota heille rajoittamaton pääsy ravinteisiin lisääntymisen helpottamiseksi.

Tämä lisäsi Millsin uteliaisuutta: jos tämä tapahtui paikallisessa sairaalassa, tapahtuiko se muualla? Mikään aikaisempi tutkimusjulkaisu ei ollut tutkinut mahdollisuutta, että tämä olisi globaali ilmiö. Siksi hän tutustui julkisesti saatavilla olevaan kirjastoon, jossa oli yli 15 000 VREFM-genomia, jotka kerättiin maailmanlaajuisesti vuosina 2002–2022. Totta kai se, mitä hän havaitsi paikallisesti, tapahtui myös maailmanlaajuisesti.

"Tämä oli täysin odottamaton löytö - olin yllättynyt nähdessäni niin dramaattisen signaalin", Mills sanoi. ”Kun nämä kannat ovat laitosympäristössä, kuten sairaalassa, ja niitä verrataan muihin potilaan suolistossa oleviin VRE-kantoihin, ne ottavat vallan.

Van Tyne sanoi, että löydöllä ei ole välittömiä kliinisiä seurauksia – ei näytä siltä, ​​että bakteriosiinia sisältävät VREFM:t tekisivät potilaista edeltäjiään sairaampia. Se voi kuitenkin viitata mahdollisiin uusien hoitomuotojen kehittämiseen.

"VRE-populaation monimuotoisuus näyttää kapenevan monista eri tyypeistä, jotka aiheuttavat vähän infektioita. Tämä tarkoittaa, että meillä voi pian olla vain yksi kohde, jolle voidaan suunnitella terapeuttisia aineita, kuten antibiootteja tai faagihoitoa", Van Tyne sanoi. "Se viittaa myös siihen, että bakteriokiinit ovat erittäin tehokkaita ja voimme ehkä aseistaa niitä omiin tarkoituksiinmme."

Muita tutkimuksen tekijöitä ovat Katharine Hewlett, Alexander B. Smith, Ph.D. ja Joseph P. Zackular, Ph.D. Philadelphian lastensairaalasta; ja Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr. Ph, ja Lee H. Harrison, MD, Pitt.

Tätä tutkimusta rahoittivat National Institutes of Health Grants R01AI165519, R01AI127472 ja R35GM138369.

Lähteet: